基于上调VRK1激活野生型p53信号通路解析人参皂苷Rg3在肺癌中“扶正祛邪”的作用机理研究

The high mortality rate of lung cancer is an unresolved clinical problem. Healthy energy deficiency is the main pathogenesis of lung cancer. Strengthening the body and removing pathogenic factors is one of the main therapies for asthenic healthy energy and sthenic evil according to the traditional Chinese medicine. Ginsenoside Rg3 is an effective component extracted from ginseng, which has been confirmed in prevention and treatment of lung cancer by clinical and basic research, but its molecular mechanism is not yet clear. We previously found that ginsenoside Rg3 can up-regulate VRK1, which is the upstream kinase of wild-type p53. In order to investigate whether ginsenoside Rg3 can activate p53 signaling pathway by up-regulating VRK1 to induce cell cycle arrest and apoptosis, we used chemically induced lung cancer mice, p53 wild-type and p53 mutant-type lung adenocarcinoma cells to evaluate the regulation of ginsenoside Rg3 on their growth, cycle and apoptosis activities under basic level or injury stress , combined with morphological observation , molecular biology analysis and gene editing techniques, to clarify the target role of VRK1 in the treatment of ginsenoside Rg3 and to reveal the mechanism of up-regulation of VRK1 to activate wild-type p53 signaling pathway. This research expand and extend the "Fu Zheng Qu Xie" role and mechanism of ginsenoside Rg3 at molecular level and provide theoretical basis and guidance for the application of related preparations in lung cancer patients with different p53 genotypes.

肺癌死亡率居高不下是临床悬而未决的难题。正虚为肺癌的主要病机，扶正祛邪是中医对正虚邪实的主要治法之一。人参皂苷Rg3是扶正药人参中的有效成分，防治肺癌的作用已经临床和基础研究证实，但其分子机理尚不完全清楚。我们前期发现人参皂苷Rg3可上调VRK1，而后者是野生型p53的上游激酶。为探讨人参皂苷Rg3是否通过上调VRK1激活p53信号通路而发挥周期阻滞和启动凋亡的作用，本研究利用化学诱导原位肺癌小鼠、基础水平及损伤应激下的p53野生型和突变型肺腺癌细胞，评价人参皂苷Rg3对其生长、周期、凋亡等活性的调控作用，结合形态学观察、分子生物学分析和基因编辑技术明确VRK1在人参皂苷Rg3治疗中的靶点作用，揭示人参皂苷Rg3上调VRK1激活野生型p53信号通路的机制，在分子水平上对人参“扶正祛邪”抗肺癌作用的机理进行拓展、延伸和深入，为相关制剂在p53基因型不同的肺癌病人中的应用提供理论基础和指导。

肺癌死亡率居高不下是临床悬而未决的难题。正虚为肺癌的主要病机，扶正祛邪是中医对正虚邪实的主要治法之一。人参皂苷Rg3是扶正药人参中的有效成分。我们在此研究中首先通过体外和在体实验明确了人参皂苷Rg3可以明显减少乌拉坦诱导的小鼠原发肺癌结节数和肺组织损伤。明确了人参皂苷Rg3对于p53 野生型和 p53 突变型细胞的作用差异：人参皂苷Rg3对于野生型A549细胞的DNA具有保护作用，发挥该作用时细胞周期停滞，并对细胞内的DNA进行修复，该作用在DNA损伤状态下依然发挥。这一作用H1299细胞中并没有出现，说明人参皂苷Rg3对于野生型A549细胞的DNA保护作用可能与TP53功能表型相关。同时，人参皂苷Rg3对A549和H1299肺腺癌细胞都具有促进凋亡的作用，二者并没有显著的区别，可能与TP53功能表型相关性较小。利用分子生物学分析和基因编辑技术明确VRK1在人参皂苷Rg3治疗中的靶点作用：人参皂苷Rg3可以促进A549细胞和H1299肺腺癌细胞的VRK1的转录，同时促进A549细胞内VRK1向核内的聚集，这一作用H1299细胞中并没有出现，人参皂苷Rg3对于野生型A549细胞的DNA的保护作用和周期阻滞作用是通过VRK1-TP53信号通路实现的，TP53蛋白表型缺失时，将不受到该通路的调节而失去DNA修复的作用。而且人参皂苷Rg3通过VRK1对野生型TP53蛋白的调节作用主要是通过细胞核内外位置的转换和含量的变化。因此，本项目首先明确了人参皂苷Rg3对化学诱导肺癌的发生具有显著的预防作用，发现了人参皂苷Rg3对p53野生型和p53突变型肺腺癌细胞的活性调控的差异；阐明了人参皂苷Rg3经过VRK1—p53-wt通路调控细胞修复、细胞周期和凋亡的具体机理，提出了人参皂苷Rg3对细胞活性的双向调控作用，在分子水平上对人参“扶正祛邪”抗肺癌作用的机理进行新的拓展、延伸和深入。

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