强心苷探针的设计、合成及其增强KRAS突变型肺癌对化疗药敏感性的靶标研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81903482
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3402.天然药物化学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

KRAS is one of the most frequently mutated genes in lung cancer. Up to now, no targeted therapy has been approved for the treatment of KRAS-mutant lung cancer. Hence, there remains a clinically unmet need to develop effective strategies that can increase the therapeutic response of KRAS mutant lung cancer. During our preliminary study, we found that cardiac glycosides (CGs) derived from the plants of Thevetia peruviana and Antiaris toxicaria significantly suppressed the chemotherapeutic drug camptothecin (CPT)-induced Chk1 phosphorylation in KRAS mutant lung cancer cells. Remarkably, CGs selectively enhanced the growth inhibition effect of chemotherapeutic drugs on KRAS mutant cancer cells compared to KRAS wild type lung cancer cells. Our results indicate a potential strategy to specifically target KRAS mutant lung cancer by combining cardiac glycosides with chemotherapy. However, the precise mechanisms and the underlying target proteins of CGs remain unclear. In this proposal, we will introduce a azido group or a alkynyl group with 3-[3-(but-3-yn-1-yl)-3H-diazirin-3-yl]propanoic acid to the C-6´ of the sugar moiety of cardiac glycoside, synthesizing no tag cardiac glycoside probes. Subsequently, bioimaging coupled with chemoproteomics (pull-down/LC-MS/MS) will be employed to identify cellular proteins that bind cardiac glycoside in KRAS mutant type lung cancer cells. Further, the functions of potential target proteins will be characterized. Our study may discover new targets through which CGs enhance the anticancer effect of chemotherapeutic drugs in KRAS mutant type lung cancer cells. This work will lay groundwork for future application of CGs in the clinic through combined administration with chemotherapeutic agents.
KRAS突变是肺癌中最常见的突变之一。目前缺乏针对KRAS突变型肺癌的靶向治疗药物,因此急需寻找新的治疗手段。前期我们发现来源于植物的强心苷类物质能够有效抑制化疗药引起的肺癌细胞内具有保护作用的DNA损伤应答的激活,且能够选择性地增强KRAS突变型肺癌对化疗药的敏感性。但是,强心苷是如何增强KRAS突变型肺癌对化疗药敏感性,其作用靶标及机制尚不明确。本课题拟对具有较强活性的强心苷化合物进行修饰,引入叠氮基团或连有光亲和基团的炔基来合成化学小分子探针,一方面进行细胞内化合物定位研究;另一方面“钓取”细胞内与强心苷直接相互作用的靶标蛋白。结合LC-MS/MS技术对“钓取”的靶标蛋白进行鉴定,并进一步对鉴定的靶标蛋白进行功能分析,揭示强心苷增强KRAS突变型肺癌对化疗药敏感性的机理。这些工作将阐明强心苷发挥协同抗肿瘤作用的机制,并为强心苷联合化疗药物治疗KRAS突变型肺癌的临床应用提供科学依据。

结项摘要

KRAS突变是肺癌中最常见的突变之一。目前临床上缺乏针对KRAS突变型肺癌的靶向药物,化疗仍然是其重要的治疗手段,但疗效极为有限。我们基于DNA损伤应答通路建立了化疗增敏剂的筛选模型,发现强心苷能够显著抑制化疗药激活的DNA损伤应答通路,并在细胞及动物水平验证了其能够增敏化疗药对KRAS突变型肺癌的抗癌作用。.为了探究强心苷增敏化疗药的机制,我们一方面设计合成了7个强心苷探针(P1-P7)其中包括3个连有光亲和标签的强心苷探针(P5-P7),并评价了其活性,结果显示探针P1-P6较好的维持了强心苷抗肿瘤作用及增敏化疗药的疗效,但只有连有光交联基团的强心苷探针(P5和P6)具有较好的靶标蛋白标记作用,可用于进一步强心苷靶标研究。同时简化了探针合成路线,并将其应用于天然活性糖苷化合物探针的合成;另一方面,我们利用氨基酸稳定同位素标记的方法发现强心苷能显著下调DNA双链断裂(DSB)相关修复蛋白UHRF1。进一步通过多种生化、药理手段研究发现强心苷通过抑制KRAS突变型肺癌中升高的ERK信号,进而选择性抑制KRAS突变型肺癌中UHRF1的表达及其调控的DNA损伤通路的激活,最终靶向KRAS突变型的肺癌细胞,增强其对化疗药物的敏感性。同时,还考察了六个临床使用的强心苷药物增敏化疗药的疗效,发现它们与AT2表现了相似的活性。.以上研究,揭示了强心苷增强化疗药抗肿瘤作用的一种新的机制,有望开发出更强效、毒性更小的强心苷类化合物作为化疗药物增敏剂,用于治疗KRAS突变型肺癌。.

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Targeting UHRF1-dependent DNA repair selectively sensitizes KRAS mutant lung cancer to chemotherapy.
靶向UHRF1依赖性DNA修复选择性地使KRAS突变肺癌对化疗敏感
  • DOI:
    10.1016/j.canlet.2020.08.008
  • 发表时间:
    2020-11-28
  • 期刊:
    Cancer letters
  • 影响因子:
    9.7
  • 作者:
    Tian D;Tang J;Geng X;Li Q;Wang F;Zhao H;Narla G;Yao X;Zhang Y
  • 通讯作者:
    Zhang Y
Cardiac glycosides inhibit cancer through Na/K-ATPase-dependent cell death induction.
强心苷通过 Na/K-ATP 酶依赖性细胞死亡诱导抑制癌症
  • DOI:
    10.1016/j.bcp.2020.114226
  • 发表时间:
    2020-12
  • 期刊:
    BIOCHEMICAL PHARMACOLOGY
  • 影响因子:
    5.8
  • 作者:
    Geng, Xinran;Wang, Fangfang;Tian, Danmei;Huang, Lihua;Streator, Evan;Zhu, Jingjing;Kurihara, Hiroshi;He, Rongrong;Yao, Xinsheng;Zhang, Youwei;Tang, Jinshan
  • 通讯作者:
    Tang, Jinshan

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其他文献

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强心苷碳苷化合物库的构建及其抑制DNA损伤修复的构效关系和作用机制
  • 批准号:
    82374019
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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