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三阴性乳腺癌（TNBC）治疗手段有限，预后差。研究人员开展抗菌肽 WK-13-3D 对 TNBC 作用机制的研究。结果发现，WK-13-3D 通过靶向结合免疫球蛋白蛋白（BiP）促进细胞凋亡、自噬和泛素化，抑制肿瘤生长，为 TNBC 治疗提供新思路。
在女性癌症的舞台上，乳腺癌无疑是一颗极具破坏力的 “重磅炸弹”。2023 年癌症统计数据显示，女性乳腺癌的发病率远超其他癌症，成为全球女性癌症相关死亡的首要原因。而三阴性乳腺癌（TNBC）更是其中的 “顽固分子”，它因缺乏雌激素受体（ER）、孕激素受体（PR）和人表皮生长因子受体 2（HER-2）的表达，对激素治疗和抗 HER2 治疗均无响应，具有侵袭性强、易远处复发、预后差等特点，常规治疗方案难以取得理想效果 。因此，开发高特异性、低毒性且能有效抑制转移的药物成为 TNBC 治疗的关键。
在细胞的微观世界里，内质网（ER）就像一个精密的蛋白质加工厂，负责蛋白质的折叠、组装和加工。但这个加工厂很 “敏感”，缺氧、酸中毒、DNA 损伤等各种不良因素都会影响它的正常运作，导致蛋白质折叠错误或无法折叠，这些异常蛋白在 ER 腔内堆积，引发内质网应激（ERS）。结合免疫球蛋白蛋白（BiP），作为 ER 的 “得力助手”，主要负责帮助蛋白质正确折叠、促进错误折叠蛋白降解，维持 ER 的稳定。当 ERS 发生时，BiP 会参与激活未折叠蛋白反应（UPR），通过 PERK（PKR 样内质网激酶）、IRE1（肌醇需求酶 1）和 ATF6（激活转录因子 6）等信号通路来维持细胞内环境稳定。然而，在癌细胞中，随着 UPR 传感器的激活，BiP 的表达会增加，高表达的 BiP 与癌症预后不良和耐药性密切相关，使其成为抗癌药物开发的重要靶点。
抗菌肽（AMPs）是生物免疫系统产生的一类小分子肽，具有高热稳定性、广谱抗菌活性和低免疫原性等特点，不仅能对抗多种病原微生物，还在肿瘤抑制方面展现出潜力。比如 LL-37，作为 Cathelicidin 家族的唯一成员，除了抵抗外源病原体，还参与免疫反应、伤口愈合等过程，并且对多种癌症有抑制作用。不过，LL-37 的大分子量在肿瘤抑制方面存在一定的局限性。基于此，研究团队设计了分子量更小、活性更集中、疗效更强的 mrecidin，又进一步优化合成了半衰期更长、疏水性更高、生物活性更强的抗菌肽 WK-13-3D。但目前，WK-13-3D 对乳腺癌的抗肿瘤机制尚不明确。
为了揭开 WK-13-3D 对 TNBC 作用的神秘面纱，宁夏医科大学的研究人员开展了一系列研究。他们的研究成果发表在《Chemico-Biological Interactions》上，为 TNBC 的治疗带来了新的曙光。
研究人员采用了多种关键技术方法。细胞实验方面，培养了人 TNBC 细胞系 MDA-MB-231 和 MDA-MB-468 ，通过细胞活力检测（CCK-8）、细胞集落形成实验、划痕实验、Transwell 实验等评估细胞的增殖、迁移和侵袭能力；利用蛋白质免疫印迹（WB）分析相关蛋白表达变化；蛋白质下拉实验（Pull-down assay）鉴定与 WK-13-3D 相互作用的蛋白；流式细胞术检测细胞凋亡；透射电子显微镜观察细胞内结构。还构建了动物肿瘤模型，通过给裸鼠接种 MDA-MB-231 细胞建立 TNBC 皮下肿瘤模型，观察 WK-13-3D 对肿瘤生长的影响，并采用免疫组化（IHC）分析 BiP 和 Ki67 的表达。
下面来看看具体的研究结果：
- WK-13-3D 有效抑制 TNBC 细胞体外活力和增殖：CCK-8 实验表明，随着 WK-13-3D 浓度增加，MDA-MB-231 和 MDA-MB-468 细胞活力显著抑制，IC50分别为 19.81 μmol/L 和 14.41 μmol/L。细胞集落形成实验显示，5 μmol/L 和 10 μmol/L 的 WK-13-3D 处理后，细胞集落形成能力明显减弱。划痕实验和 Transwell 实验发现，这两个浓度的 WK-13-3D 能显著降低 TNBC 细胞的迁移和侵袭能力。同时，细胞凋亡率随 WK-13-3D 浓度升高而增加。
- WK-13-3D 靶向 BiP，BiP 在三阴性乳腺癌中高表达：Pull-down 实验通过质谱鉴定出 268 种与 WK-13-3D 相互作用的蛋白，其中 BiP 亲和力最高。数据库分析发现，BiP 在乳腺癌组织中高表达，且高表达 BiP 的患者预后较差。在不同细胞系中，TNBC 细胞系中 BiP 的表达高于正常乳腺上皮细胞。
- WK-13-3D 诱导 TNBC 细胞凋亡和自噬：透射电子显微镜观察到，WK-13-3D 处理后的 MDA-MB-231 细胞出现 ER 肿胀、核糖体颗粒从 ER 膜脱落和自噬体形成增加的现象。WB 分析显示，WK-13-3D 处理后，BiP 表达下调，PERK、磷酸化 eIF2α（p-eIF2α）、促凋亡蛋白 Bax 和 Cleaved-caspased3/Caspase3 表达升高；自噬相关蛋白 LC3、p62、AKT、mTOR 表达增加，而磷酸化 AKT（p-AKT）和磷酸化 mTOR（p-mTOR）表达降低，表明 WK-13-3D 可诱导细胞凋亡和自噬。
- WK-13-3D 通过 BiP 介导的内质网应激诱导 TNBC 细胞凋亡和自噬：在 MDA-MB-231 细胞中干扰 BiP 表达，在 MDA-MB-468 细胞中过表达 BiP，再用 WK-13-3D 处理。WB 结果显示，MDA-MB-231 细胞中 BiP 敲低加剧了相关蛋白表达变化，而 MDA-MB-468 细胞中 BiP 过表达则减弱了这些变化，提示 WK-13-3D 可能通过靶向 BiP 诱导 ER 应激，进而介导细胞自噬和凋亡。
- WK-13-3D 促进 BiP 的泛素化：qPCR 检测发现，WK-13-3D 处理后 BiP mRNA 水平无明显变化，而蛋白酶体抑制剂 MG132 可逆转 WK-13-3D 引起的 BiP 蛋白水平降低。实验表明，WK-13-3D 显著加速 BiP 降解，且能提高 BiP 的泛素化水平。进一步研究发现，WK-13-3D 通过 K6 和 K29 泛素链在 BiP 蛋白的 352 和 547 位点促进其泛素化。
- WK-13-3D 通过下调 BiP 诱导小鼠细胞凋亡：在裸鼠实验中，WK-13-3D 处理组的肿瘤体积和重量明显小于 PBS 组，免疫组化分析显示，WK-13-3D 组的 BiP 和 Ki67 阳性细胞数量显著减少，表明 WK-13-3D 可通过下调 BiP 诱导细胞凋亡，抑制肿瘤生长。
综合上述研究结果，抗菌肽 WK-13-3D 可通过特异性地介导 BiP 在 352 和 547 位点的泛素化，激活 PERK-eIF2α 信号通路，诱导内质网应激，进而触发 TNBC 细胞的凋亡和自噬，有效抑制细胞增殖和肿瘤生长。这一研究为深入探究抗菌肽 WK-13-3D 的抗癌功效奠定了实验基础，也为开发新型抗乳腺癌药物提供了新的方向和理论依据。不过，研究中尚未明确在 WK-13-3D 介导 BiP 泛素化过程中的 E3 泛素连接酶，后续还需要进一步研究验证。但无论如何，这项研究都为 TNBC 的治疗带来了新的希望，有望在未来改善 TNBC 患者的预后，为更多患者带来福音。
