8月27日，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Journal of Biological Chemistry刊發(fā)了題為“Marine bacterial exopolysaccharide EPS11 inhibits migration and invasion of liver cancer cells by directly targeting collagen I”的文章，報(bào)道了中科院海洋所孫超岷課題組關(guān)于深海細(xì)菌多糖EPS11通過直接靶向I型膠原蛋白抑制肝癌細(xì)胞黏附、遷移和侵襲，進(jìn)而抑制腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移的研究成果，為發(fā)展抗腫瘤轉(zhuǎn)移藥物提供了新型靶點(diǎn)和候選前體，也為進(jìn)一步開發(fā)深海微生物資源提供了研究范例和方向。
很多天然多糖具有顯著的抗癌活性，且對(duì)人體的毒副作用較小，被認(rèn)為是合成抗腫瘤藥物的良好替代品，在腫瘤治療領(lǐng)域引起廣泛關(guān)注，但多糖復(fù)雜多樣的化學(xué)結(jié)構(gòu)使得深入研究其相應(yīng)作用機(jī)制異常困難。相比于植物多糖，微生物多糖研究較少；在微生物多糖中，深海微生物多糖研究更是處于剛起步階段。早在2016年，孫超岷課題組基于中科院海洋所“科學(xué)”號(hào)科考船采集的一批深海樣品分離到了一株芽孢桿菌Bacillus sp. 11，經(jīng)過初步研究，發(fā)現(xiàn)該菌株能產(chǎn)生有明顯抗腫瘤活性的多糖EPS11。經(jīng)過近五年的系統(tǒng)研究，研究團(tuán)隊(duì)先后厘清了EPS11多糖的基本化學(xué)結(jié)構(gòu)及抗肺癌機(jī)制，發(fā)現(xiàn)EPS11具有顯著的抑制腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移的雙重活性，并分別與一種靈芝萜類抗腫瘤化合物GL22及抗肝癌臨床藥物索拉菲尼具有良好的協(xié)同作用，但EPS11多糖抗腫瘤轉(zhuǎn)移的作用靶點(diǎn)及相關(guān)機(jī)制仍不清晰。
為此，課題組進(jìn)一步結(jié)合蛋白組學(xué)、細(xì)胞熱位移分析、表面等離子體共振等手段，發(fā)現(xiàn)EPS11抗腫瘤轉(zhuǎn)移的直接作用靶標(biāo)為I型膠原蛋白，進(jìn)而結(jié)合基因表達(dá)和功能阻斷技術(shù)闡釋了EPS11通過靶向I型膠原蛋白- 1整合素信號(hào)通路抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的分子機(jī)制。眾所周知，腫瘤轉(zhuǎn)移是絕大多數(shù)腫瘤病人死亡的主要原因，EPS11多糖高效、低毒的抗腫瘤轉(zhuǎn)移活性使其有望成為極具應(yīng)用潛力的多糖類抗腫瘤轉(zhuǎn)移候選藥物。此外，孫超岷研究團(tuán)隊(duì)近年來圍繞深海微生物多糖抗腫瘤、抗多重耐藥菌機(jī)制及生物合成調(diào)控等方面取得了系列進(jìn)展，獲得了多個(gè)有應(yīng)用潛力的多糖類藥物前體。其中，抗腫瘤轉(zhuǎn)移多糖EPS11已經(jīng)完成了作用機(jī)制解析、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、規(guī)?；性嚢l(fā)酵生產(chǎn)等系列工作，為藥物開發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
中科院實(shí)驗(yàn)海洋生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室助理研究員劉格博士為第一作者，孫超岷研究員為通訊作者。研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委青年項(xiàng)目、大洋協(xié)會(huì)“深海生物資源計(jì)劃”等項(xiàng)目聯(lián)合資助。
EPS11抑制腫瘤細(xì)胞的粘附、遷移、侵襲和克隆形成
多種途徑確定EPS11的直接作用靶標(biāo)為I型膠原蛋白
Ge Liu, Rui Liu, Yeqi Shan, Chaomin Sun*. Marine bacterial exopolysaccharide EPS11 inhibits migration and invasion of liver cancer cells by directly targeting collagen I. Journal of Biological Chemistry, 2021, doi: https://doi.org/10.1016/j.jbc.2021.101133.
論文鏈接：https://www.jbc.org/article/S0021-9258(21)00934-0/fulltext.
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