穿心莲内酯促进结肠上皮细胞DNA损伤修复下调cGAS-STING通路激活，有助于缓解cpt-11诱导的肠黏膜炎

今天为大家分享的是南京医科大学发表于《Acta Pharmaceutica Sinica B》上的研究论文《DNA damage repair promotion in colonic epithelial cells by andrographolide downregulated cGAS-STING pathway activation and contributed to the relief of CPT-11-induced intestinal mucositis》。

伊立替康(CPT-11)是一种基础化疗药物，用于晚期结直肠癌患者的一线或二线治疗。根据统计数据，接受CPT-11治疗的患者中，高达87%的患者会出现有临床意义的腹泻，长期腹泻可能会影响生活质量。此外，化疗的有效性会受到需要降低剂量甚至暂停治疗的影响。在鼠模型中，CPT-11剂量依赖性地诱导黏膜结肠长度减少。

从植物穿心莲中分离出的天然产物穿心莲内酯具有广泛的生物活性，例如抗炎、抗肿瘤、抗生素、抗肥胖、免疫调节、抗病毒和降血糖活性。先前的研究表明，穿心莲内酯可显着缓解由2,4,6-三硝基苯磺酸(TNBS)或葡聚糖硫酸钠(DSS)引起的结肠炎。作者研究数据显示穿心莲内酯加速DNA损伤同源重组(HR)修复和cGAS-STING下调是保护结肠免受CPT-11诱导的损伤的主要机制之一。此外，用于结肠炎逆转的指定剂量的穿心莲内酯并未改变CPT-11的肿瘤抑制作用。这些发现为这种临床使用的药物在改善癌症患者中缓解CPT-11引起的副作用的效用提供了科学依据。

作者通过建立CT26结肠癌细胞移植小鼠模型，以确定CPT-11和穿心莲内酯的联合治疗对抗肿瘤作用没有改善。

同时作者发现虽然穿心莲内酯并没有增强CPT-11的抑瘤作用，但在与穿心莲内酯联合治疗后观察到CPT-11引起的肠黏膜炎有明显改善。

为了进一步探索穿心莲内酯对CPT-11诱导的体内损伤的影响，作者检测了结肠组织中cGAS-STING信号通路的激活。发现穿心莲内酯可能通过抑制cGAS-STING通路活性发挥其结肠保护作用。

dsDNA可以激活cGAS-STING-TBK1-IRF3信号以启动IFN-β转录。而穿心莲内酯能够缓解CPT-11激活的cGAS-STING-TBK1-IRF3通路，从而缓解CPT-11化疗引起的肠道粘膜炎。作者检测了结肠组织中cGAS-STING信号通路的激活。在CPT-11单药治疗组中，与对照组相比，p-TBK-1和p-IRF3的蛋白质水平显着增加，而穿心莲内酯在12.5或25mg/kg时强烈抑制了这种增加。结果表明穿心莲内酯可能通过抑制cGAS-STING通路活性发挥其结肠保护作用。

作者为了评估穿心莲内酯在体外是否会影响CPT-11诱导的细胞毒作用，将CPT-11单独和与穿心莲内酯联合HCT116、CT26和HT29细胞在24、48和72小时的细胞毒作用通过CCK-8法检测。数据表明穿心莲内酯可减轻细胞中由CPT-11引起的DNA损伤。

作者为了确认穿心莲内酯是否影响CPT-11在HCT116细胞中诱导的DNA损伤，将细胞与CPT-11(30μmol/L)孵育24h，然后与3μmol/L穿心莲内酯孵育1、2、4、6、和8小时，然后进行彗星测定以测量DSB。穿心莲内酯处理组DNA尾长缩短表明DSB的修复较培养基处理组提前，并且在CPT-11刺激后8小时DNA损伤几乎得到修复。数据表明穿心莲内酯可以通过促进DNA损伤修复来保护结肠组织免受CPT-11化疗引起的损伤。

最后为了识别穿心莲内酯改变的DSB修复途径，作者使用direct repeat-gfp(DR-GFP)和HR和NHEJ的total-NHEJ-gfp报告系统诱导I-SceI内切酶位点特异性DSB。发现穿心莲内酯显著促进HR，但不促进NHEJ。同时穿心莲内酯在体内和体外均可增加RAD51的表达。这些结果表明穿心莲内酯通过加速HR修复减少dsDNA的产生。

作者证明了DNA损伤诱导的cGAS-STING通路激活在CPT-11诱导的粘膜损伤中起关键作用，穿心莲内酯可以加速修复的HR并下调cGAS-STING从而改善化疗结果。这项研究为穿心莲内酯或其他cGAS-STING抑制剂与CPT-11的临床应用提供了科学支持，以及研究包括HR促进或cGAS-STING抑制在内的表型，为穿心莲内酯结构优化提供了一个方向。

DOI：10.1016/j.apsb.2021.03.043