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【研究背景】全球范围内,恶性肿瘤依然是危害公众健康的重大公共卫生问题。尽管近年来肿瘤的化疗与靶向治疗快速发展,但对黑色素瘤、胰腺癌等恶性肿瘤效果都不理想。JWA基因,作为新的环境应答基因,课题组前期研究发现JWA可以抑制正常细胞氧化应激、修复DNA损伤,除此之外,JWA表达缺陷的肿瘤细胞迁移和转移等恶性表型均明显高于载体对照细胞。但整体动物水平上JWA对肿瘤的调控机制尚未完全阐明。【目的】探讨JWA在整体动物水平上影响肿瘤生长、转移的机制,通过动物和细胞模型评价JWA基因小分子激动剂JAC4的生物学功能和药物代谢动力学参数。【方法】利用JWA基因剔除(JWA?2/?2)小鼠和JWA Tet-on转基因小鼠,构建黑色素瘤转移与生长模型,观察降低/升高机体JWA表达对黑色素瘤生长与转移的作用;通过黑色素瘤细胞荷瘤和转移模型、胰腺癌PDX模型评价JWA小分子激动剂JAC4抑瘤效果,并用基因剔除(JWA?2/?2)小鼠和JWA KO细胞进行脱靶效应验证;用胰腺癌Panc-1细胞和胃癌BGC-823细胞验证JAC4对能量代谢的影响。采用LC-MS/MS法测定JAC4在SD大鼠和多种属肝微粒体、血浆中的代谢情况。【结果】1.JWA基因剔除小鼠黑色素瘤转移和生长的能力均显著高于野生型小鼠,JWA转基因小鼠能有效抑制B16-F10肺转移,且有剂量-效应关系;借助高通量分析发现转录因子NF-?B p65的活性在JWA剔除小鼠体内显著上调,体内及体外的一系列实验进一步证实JWA通过抑制p65的活化负调控CXCR4的表达。2. JAC4有效抑制B16-F10细胞皮下荷瘤生长,且有剂量-效应关系,其中100 mg/kg/d的JAC-4的抑瘤效果与80 mg/kg/d达卡巴嗪相当;JAC4与达卡巴嗪联合使用可提高达卡巴嗪的抑瘤效果;胰腺癌PDX模型中JAC4对人胰腺癌荷瘤的抑瘤率～24.1%,JAC4处理组小鼠未发生死亡,而溶剂对照组与化疗组小鼠均出现死亡(溶剂对照组死亡数量为3/30,化疗组死亡数量为5/30);血清生化结果显示JAC-4显著降低荷瘤小鼠乳酸脱氢酶水平(JAC4组LDH值为2213.0±79.2 U/L,对照组LDH值为2975.5±218.5 U/L)。3.脱靶效应显示JAC4对JWA基因剔除的荷瘤小鼠的抑瘤率仅为9.8%,而对JWA基因野生型小鼠抑瘤效果抑瘤率达到46.1%;用JAC4处理JWA KO的HBE细胞,JAC4失去了对JWA基因及其下游MAPK信号分子(p-MEK和p-ERK)的调控,体内体外实验均证实JAC4发挥抑瘤效应必须通过激活JWA基因表达才能实现。4. JAC4通过增强细胞的基础呼吸(BR)、ATP生成量和有氧呼吸最大潜能(MR),促进人胰腺癌Panc-1细胞和胃癌BGC-823细胞线粒体氧化磷酸化过程,同时JAC4显著抑制细胞的无氧糖酵解。然而,在JWA突变型BGC-823细胞中,JAC4对线粒体有氧氧化和糖无氧酵解过程各参数均无明显影响,再次佐证JAC4通过激活JWA表达改变肿瘤代谢方式。5. SD大鼠单次灌胃口服JAC4(100mg/kg),JAC4最大血药浓度Cmax为1012.21 ng/ml,半衰期t1/2为1.34h; JAC4在人肝微粒体中最为稳定,60分钟剩余12.78%(人肝微粒体>食蟹猴肝微粒体>猪肝微粒体>比格犬肝微粒体>大鼠肝微粒体);与上述5种属的血浆蛋白结合率均较高(89.51%以上)。【结论】整体动物模型发现机体JWA具有抑制肿瘤生长、转移的生物学作用, JWA基因激动剂JAC4通过影响机体组织微环境能够有效抑制肿瘤生长、转移和改善生存。这些发现为研究以JWA为靶点的抑制肿瘤生长、转移治疗手段提供了新的方向,有重要的潜在应用前景。