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背景:炎症与肿瘤之间有着密切的联系,据报道HIF-1α是癌症中一个重要的调节因子,IL-1β是炎症中重要的标志物。白芷是一种可以用来治疗偏头痛、牙痛和癌症的传统的中药。从白芷中分离出来的欧前胡素是香豆素类化合物,拥有多种生物活性,包含抗肿瘤活性,但是我们并不了解欧前胡素遏制HIF-1α介导的肿瘤生长的作用机制。白介素-1β(IL-1β)是炎症、感染和自身免疫疾病中具有重要作用的细胞因子。据报道锌指蛋白91(ZFP91)参与各种生物学过程,但对于ZFP91调节IL-1β的表达机制尚未明确,该研究首次揭示ZFP91可促进pro-IL-1β的产生和IL-1β的分泌。目的:(1)研究目的是揭示欧前胡素对于人结肠癌HCT116细胞中的HIF-1α信号通路的影响,阐明其抗肿瘤作用机理。(2)我们旨在阐明在巨噬细胞中ZFP91促进pro-IL-1β产生和IL-1β分泌的作用机制。方法:(1)主要实验方法有荧光素酶报告基因法、MTT法、蛋白免疫印迹实验法、免疫荧光法、逆转录PCR法、流式细胞法、集落形成实验法、EdU标记免疫荧光法、裸鼠移植瘤实验法、免疫组化实验法和酶联免疫吸附法。(2)主要分析方法有蛋白免疫印迹实验法、免疫荧光实验法、逆转录PCR法、免疫共沉淀实验法、酶联免疫吸附法、体内腹膜炎实验、DSS诱导的结肠炎实验和免疫组化实验法。结果:(1)研究发现欧前胡素对HIF-1α的转录活性有明显的抑制作用。在多种肿瘤细胞中,欧前胡素剂量依赖性抑制HIF-1α的表达,但是不影响HIF-1β和Topo-Ⅰ的表达。进一步研究表明欧前胡素可以抑制HIF-1α蛋白的合成,但是不影响HIF-1αmRNA的表达水平和HIF-1α蛋白质的降解。此外,欧前胡素可以抑制哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)、核糖体蛋白S6激酶(p70S6K)、eIF4E结合蛋白-1(4E-BP1)、真核起始因子4E(eIF4E)、胞外信号调节激酶-1/2(ERK1/2)、c-JunN-末端激酶(JNK)和p38促分裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)的磷酸化表达水平。另外,欧前胡素可以抑制缺氧诱导的HIF-1α靶基因的表达。流式细胞分析结果表明欧前胡素可以诱导结肠癌细胞HCT116阻滞在G1期。在裸鼠移植瘤模型中我们发现欧前胡素可以抑制肿瘤的生长及肿瘤的血管生成。(2)在本研究中,发现ZFP91上调LPS刺激的THP-1细胞和BMDM细胞中pro-IL-1β的产生和活化。ZFP91促进非经典半胱天冬酶-8(caspase-8)炎症小体成分的表达,并促进在LPS刺激的巨噬细胞中非经典caspase-8炎症小体的集聚。此外,ZFP91促进LPS刺激的THP-1细胞和BMDM细胞中胞外信号调节激酶-1/2(ERK1/2)、p38促分裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)和c-JunN-末端激酶(JNK)的活化。在LPS刺激的THP-1细胞中,pro-IL-1β的合成依赖于MAPKs信号传导途径的激活。体内实验中,ZFP91缺失明显改善了 DSS诱导的结肠炎小鼠的炎性症状,同时ZFP91缺失明显减轻了明矾诱导的小鼠腹膜炎症状。结论:(1)结果表明欧前胡素通过下调mTOR/p70S6K/4E-BP1和MAPKs途径来抑制HIF-1α蛋白质的合成,为欧前胡素以HIF-1α靶点抗肿瘤药物的开发提供了坚实的理论基础。(2)研究揭示了 ZFP91促进IL-1β产生的分子机制,提示ZFP91可能成为干预炎症、感染和自身免疫疾病等相关疾病的潜在药物治疗靶标。