[发明专利]一种筛选抗肠癌药物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种筛选药物的方法，尤其涉及一种以HIF-1α为靶点的抗肿瘤药物的筛选方法。

背景技术

缺氧诱导因子1（hypoxia inducible factor 1，HIF-1）是HIFs家族中最先被发现的成员，由对氧敏感的α亚基和稳定表达的β亚基组成的异源二聚体，作为缺氧诱导的、连接在EPO基因低氧反应元件上的一个核因子，在肿瘤细胞增殖代谢、肿瘤血管发生、侵袭转移和对药物治疗的反应中起着关键的调节作用。

HIF-1α是HIF-1的调节及活性亚基，可被缺氧诱导表达，在细胞浆分泌后转移到细胞核内与HIF-1β结合，激活下游靶基因，HIF-1的生物效应是主要由HIF-1α亚基介导实现。HIF-1α基因位于人染色体14q²¹-q²⁴区，全长3720bp，编码826个氨基酸，分子量为120KD。HIF-1α含4个不同的结构域：（1）bHLH 和PAS 结构域，参与HIF-1二聚化和介导DNA 结合；（2）N-末端和C-末端的入核信号NLS，介导HIF-1α转位入核；（3）氧依赖性降解区域ODD，介导HIF-1α的氧依赖性降解；（4）靠近N-末端的N-TAD 和靠近C-末端的C-TAD，介导HIF-1α的转录激活。C-TAD 和N-TAD 之间为抑制结构域，能降低TAD 的活性，常氧下该抑制明显，两个入核信号只有C端的NLS才能介导HIF-1a入核。

缺氧状态下，肿瘤为了适应低氧环境，在能量代谢、血管生成、侵袭转移等方面产生了一系列的变化，HIF-1α就是启动这一系列代谢和生物学行为改变的一个重要因子，在缺氧诱导的基因表达中起关键作用。研究发现，HIF-1α在肿瘤细胞中参与调控的功能基因多达100种，主要有：（1）调控肿瘤血管新生，如血管内皮生长因子（VEGF）、血管生成素2（Ang2）、诱导型一氧化氮合酶（iNOS）等；（2）参与糖代谢：糖酵解酶-11、醛缩酶A、葡萄糖载体1和3 等；（3）介导肿瘤侵袭、转移：趋化因子受体4（CXCR4）、间质细胞衍生因子1（SDF1）、转化生长因子β（TGFβ）等；（4）调节细胞凋亡：p53、BNIP3、RTP801等；（5）细胞增殖与分化：IGF2、EPO、TGF、FGF等。

常氧状态时，细胞在脯氨酰羟化酶（PHD）作用下，HIF-1α中氧依赖降解区域（ODD）多肽序列内保守性的脯氨酸残基被羟化，导致HIF-1α可与VHL（Von Hippel Lindau）肿瘤抑制蛋白结合，通过蛋白酶体泛素化途径被降解。在缺氧状态下，细胞脯氨酰羟化反应受阻，HIF-1α未能羟基化而不能被VHL识别，因此HIF-1α不能被泛素化和被蛋白酶体降解，使其在细胞浆内呈指数增长。HIF-1α在胞浆内积聚、活化、转位至核内，与HIF-1β形成具有转录活性的二聚体HIF-1，通过HIF-1α C-末端的转录激活区域（C-TAD）诱导辅激活蛋白CBP/p300入核，p300-CBP复合物使HIF-1与CBP/ p300形成大分子复合物，并与受HIF-1α调控的靶基因的启动子或增强子内的一个或多个低氧应答元件（HRE）上的HIF-1 结合位点（5′-TACGTG23′）结合，诱导缺氧反应基因的转录。

HIF-1α在结直肠癌、胃癌、卵巢癌、胰腺癌等多种实体瘤中高表达，且转移性肿瘤中的表达比原发性肿瘤明显较高。HIF-1α的表达与肿瘤分期有关，临床分期越晚HIF-1α蛋白阳性表达率越高，HIF-1α在肿瘤的发生发展、侵袭转移和预后中起着关键的作用。目前研究认为，肿瘤缺氧状态下HIF-1α可以通过与其下游DNA结合，调节靶基因mRNA的表达，但HIF-1α的靶基因多达上百种，被HIF-1α激活的众多靶基因之间是如何相互作用、互相调节，目前研究的不多。HIF-1α自身活性的调控在很大的程度上决定了肿瘤细胞对氧分压变化及细胞因子应答的敏感性及准确性，而在肿瘤中HIF-1α调控的信号通路研究仍不够明确。基于HIF-1α的肿瘤信号转导通路主要与肿瘤组织的缺氧状态密切相关，以HIF-1α分子为中心的信号转导通路还有很多是未知的。