PI3K/AKT信号途径与肿瘤细胞生存、抗细胞凋亡、促进血管生成有关,许多肿瘤有PI3K/AKT信号途径的异常激活,靶向PI3K/AKT途径是很好的肿瘤治疗策略。本课题组从南海海绵中分离得到一种新化合物西米特酸,研究发现其能抑制HL60细胞PI3K/AKT途径以及诱导caspase-3依赖性细胞凋亡,在体内明显抑制小鼠肿瘤的生长,且治疗指数大,安全性好;在体外对多种PI3K/AKT途径异常激活的人癌细胞株有明显的生长抑制作用。本课题拟进一步研究西米特酸诱导多种PI3K/AKT异常激活的人癌细胞株凋亡,及其对凋亡、增殖相关基因和血管内皮生长因子、缺氧诱导因子等表达的影响;研究其在体内外对肿瘤细胞PI3K/AKT下游途径的抑制作用;观察激活型AKT基因转染对西米特酸诱导凋亡等的影响;单药或联合化疗药物对这些肿瘤细胞的裸鼠移植瘤的抗瘤作用。为进一步将西米特酸开发成新的抗肿瘤药物打下坚实基础。
前期研究表明西米特酸可抑制多种肿瘤细胞的增殖且较安全。本课题进一步研究发现西米特酸可诱导HL-60细胞发生凋亡,而诱导Hep3B细胞发生自噬性死亡。当用1μg/ml的西米特酸处理HL60细胞36h后,细胞内出现染色质浓集和DNA梯形条带,并且caspase-3和PARP出现明显的断裂片段;机制研究显示西米特酸可明显抑制PI3K和AKT的磷酸化水平;凋亡相关基因芯片检测发现,p73、JunD、GADD45A、PPP1R15A、TNFAIP3等多种基因表达升高,MAP2K5、IGF2R等多种基因表达降低,这些结果在mRNA水平上得到了验证。在1μg/ml的西米特酸处理Hep3B细胞36h后,MDC染色示处理组细胞内出现蓝色小体,丫啶橙染色示酸性小体比对照组明显减少,而且LC3-Ⅰ蛋白断裂成LC3-Ⅱ,但caspase-3和PARP未出现断裂片段;机制研究显示西米特酸可通过抑制PI3K/AKT途径诱导Hep3B细胞发生自噬性死亡,外源性过表达激活型Akt阻断了西米特酸诱导的细胞死亡。