药理学报：鞘氨醇激酶1介导的炎症反应促进胶质母细胞瘤的生长

导读

胶质母细胞瘤(GBM)因其高发病率、高死亡率和高复发率而成为最具挑战性的中枢神经系统恶性肿瘤。目前，GBM的发病机制尚不清楚，临床上尚无有效的治疗药物。因此，寻找GBM的新药靶点和相应的药物成为当务之急。本研究中，硅片分析和实验数据显示，鞘氨醇激酶1 (SPHK1)在GBM患者中上调，且与不良预后和总生存率降低密切相关。SPHK1过表达促进了GBM细胞的增殖、侵袭、转移和克隆形成，而沉默SPHK1则相反。SPHK1通过NF-kB/IL-6/STAT3信号通路促进炎症反应，导致JNK的磷酸化，激活JNKeJUN和JNKeA TF3通路，并通过转录激活PTX3促进GBM细胞的炎症和增殖。SPHK1与PTX3相互作用，形成正反馈环，相互促进表达，促进炎症反应和基底膜生长。抑制SPHK1的抑制剂PF543也减少了U87-MG和U251-MG SPHK1原位小鼠模型的肿瘤形成。综上所述，我们已经确定了SPHK1促进GBM的作用和分子机制，这可能为SPHK1靶向治疗提供机会。

论文ID

题目：Sphingosine kinase 1 promotes growth of glioblastoma by increasing inflammation mediated by the NF-kB /IL-6/STAT3 and JNK/ PTX3 pathways

译名：鞘氨醇激酶1通过促进NF-kB/IL-6/STAT3和JNK/PTX3途径介导的炎症反应促进胶质母细胞瘤的生长

期刊：Acta Pharmaceutica Sinica B                                      

IF：14.903

发表时间：2022.12

通讯作者单位: 中国天然药物生物活性物质与功能国家重点实验室

DOI号：https://doi.org/10.1016/j.apsb.2022.09.012

主要内容

胶质母细胞瘤(GBM)是最常见和最具侵袭性的脑肿瘤，IV期是最恶性的类型。GBM患者病死率高，预后差，总生存期不到14.6个月。手术切除联合放疗和替莫唑胺化疗是治疗GBM的主要方法，但很少有患者存活很长时间。GBM患者的5年生存率仅为10%。高度的异质性、扩散性和侵袭性，以及脑肿瘤启动细胞对化疗和放射治疗耐药的存在，是开发有效治疗方法的主要障碍。因此，确定GBM进展的关键驱动因素可以提供对疾病的深入了解，并作为预后的预测因素和精确治疗的靶点。

GBM是最恶性的脑肿瘤类型，TMZ是唯一的一线药物，但效果不是很好。GBM肿瘤发生的分子机制尚不清楚，潜在的药物靶点也尚未确定。我们发现，与正常组织相比，SPHK1在GBM中表达上调，SPHK1过表达促进了GBM细胞的生长和转移。SPHK1通过NF-kB和IL-6/STAT3途径诱导炎症反应，通过Jun/A TF3介导的PTX3途径促进GBM生长。SPHK1与PTX3相互作用形成正反馈环，相互促进GBM细胞的表达。基于这些结果，SPHK1可能成为治疗GBM的药物靶点。炎症与许多癌症的发生、发展和进展有关。先前的研究表明，SPHK1诱导的生物活性分子S1P激活STA T3，并增加结肠炎相关小鼠结肠癌模型中NF-kB和IL-6的表达。与之前的研究一致，我们观察到过表达SPHK1激活了GBM细胞中的STA T3和p65-NF-kB，并增加了IL-6。IL-6在GBM的发展中起着至关重要的作用。Weissen- berger等人证明，在GFAP-v-src转基因小鼠中，去除IL-6可阻止GBM的发生。随后JAK家族成员JAK1-3的激活导致转录因子STAT3的激活。STAT3促进U87MG、U251和T98G GBM细胞的迁移和侵袭34，并增加MMP-2(一种参与肿瘤转移的蛋白酶)的表达。IL-6/STAT3还能促进GBM细胞增殖并抑制细胞凋亡。此外，最近的一项研究报道，血管壁龛来源的IL-6可诱导GBM中M4的选择性激活，提示IL-6可能作为GBM免疫治疗的治疗靶点，通过基因敲除或靶向药物抑制IL-6可适度改善GBM T细胞的浸润和小鼠的存活率。

SPHK1在胶质瘤患者中高表达，并与临床特征相关

五角蛋白3(PTX3)是五角蛋白家族的一员，其浓度反映了炎症的严重程度。先前的一项研究表明，PTX3在胰腺癌、宫颈癌、前列腺癌、胃癌、乳腺癌和肺癌中表达上调，并与肿瘤进展密切相关。PTX3可能通过IL8eVEGF信号通路促进基底膜微环境中的血管生成，从而促进侵袭。此外，沉默PTX3可降低VEGF和MMP-1的表达。PTX3还可抑制成纤维细胞生长因子2在类风湿关节炎中的表达。我们推测PTX3可能通过增加GBM细胞生长因子和趋化受体的水平来介导GBM细胞的增殖和运动。在这里，我们报道了SPHK1上调了PTX3在GBM细胞中的表达，并表明PTX3可能是SPHK1的主要下游基因靶点。

为了阐明SPHK1如何增加PTX3的表达，我们确定了SPHK1介导的PTX3表达中是否有特定的转录因子参与。ATF3是一种重要的转录因子，调节细胞周期、细胞凋亡和炎症等多种基因的表达。我们认为ATF3可能是SPHK1和PTX3的中介，因为S1P与其受体S1PR1或S1PR5结合，然后激活MAPK信号通路，这是ATF3的上游信号。此外，我们的电子分析表明，PTX3启动子有一个TF3结合位点。我们的结果表明，SPHK1增加了A TF3的表达，芯片聚合酶链式反应结果表明ATF3与PTX3启动子结合。这表明SPHK1通过ATF3结合转录激活基底膜中PTX3的表达来增强PTX3的表达。

SPHK1与炎症信号通路有关

ATF3是由促炎细胞因子、葡萄糖和其他刺激诱导的。它受NF-kB、STAT3、SAPK和MAPK亚家族信号通路的调控，依赖于刺激。在目前的工作中，我们观察到SPHK1过表达后p38MAPK、ERK和JNK的磷酸化增加。使用ERK抑制剂PD98059和JNK抑制剂SP600125，我们确定了SPHK1诱导的A TF3是否需要JNK激活。我们的研究结果表明，SPHK1诱导的ATF3的上游调控通路是JNK通路，而不是p38 MAPK或ERK通路。以往的研究表明，ATF3通过与其他家族成员形成同源或异源二聚体来发挥作用。例如，在中枢神经系统中，c-jun是ATF3的重要伙伴，也是ATF3表达的潜在诱导者。ATF3和c-jun可在网织红细胞、PC12细胞和Neuro2a细胞中形成异二聚体。此外，作为关键的转录因子，A TF3与其他转录因子相互作用，如Jun、Sp1和STAT3，以响应神经损伤。先前的结果还表明，PTX3在乳腺癌细胞中受Jun转录调控，并与乳腺癌干细胞样特性52相关。我们发现SPHK1的过表达增加了Jun的表达，Jun也是JNK信号通路的下游转录因子。考虑到这一证据，我们推测SPHK1的生物活性产物与其受体结合，并磷酸化JNK，从而增加ATF3和Jun的表达。随后，A TF3与Jun相互作用形成异二聚体，增加了PTX3在GBM细胞中的表达。

最后，我们发现SPHK1可以与PTX3相互作用，并与PTX3共存于U251-MG和U87-MG细胞的胞浆和胞核。PTX3过表达可增加JNK、JUN和ATF3的表达，SPHK1过表达也可增加JNK、JUN和ATF3的表达。这些发现表明，SPHK1和PTX3建立了一个正反馈环路，相互促进它们的表达、炎症和GBM增殖。

SPHK1在GBM细胞中的作用机制图

总结

我们发现SPHK1在GBM的组织和细胞中表达上调，其表达与GBM患者的总体生存不良密切相关。SPHK1通过激活JNKeJUN/A TF3途径，转录调节PTX3的表达，促进炎症过程和肿瘤进展，从而促进GBM的发展。此外，SPHK1与PTX3相互作用，形成一个正反馈环，调节炎症和肿瘤的发生过程。这些结果表明，SPHK1促进了GBM的进展，可能是GBM治疗的一个有用的靶点。

原文链接

https://doi.org/10.1016/j.apsb.2022.09.012

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