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为探究苍耳亭在前列腺癌(PCa)中的抗癌机制,研究人员以 DU145 细胞和 HUVEC 细胞为模型,借助多种技术研究其与 CDK6 的相互作用。结果表明苍耳亭可选择性抑制 PCa 细胞活力,下调 CDK6,其或可作为 CDK6 抑制剂用于抗癌治疗。
在癌症治疗的广阔领域中,如何精准抑制癌细胞增殖同时减少对正常细胞的损伤,一直是科研人员不懈探索的难题。前列腺癌作为中国男性的常见疾病,其发病率和死亡率在城乡地区呈快速上升趋势,寻找高效低毒的治疗药物成为当务之急。细胞周期蛋白依赖性激酶 - 6(CDK6)作为调控细胞增殖的关键酶,因其在癌细胞异常增殖中的核心作用,成为极具潜力的抗癌靶点。然而,目前针对 CDK6 的抑制剂虽有进展,但选择性和副作用问题仍需突破。在此背景下,从天然植物中挖掘高效低毒的 CDK6 抑制剂成为重要研究方向。
国内研究人员开展了关于苍耳亭(Xanthatin)这一从苍耳(Xanthium strumarium L.)中提取的活性倍半萜内酯调控前列腺癌细胞增殖机制的研究。该研究成果发表在《International Journal of Biological Macromolecules》,为前列腺癌治疗提供了新的思路和潜在药物。
研究人员主要采用了 MTT 法、集落形成实验、氧化应激标志物检测、qRT-PCR、ELISA、荧光猝灭、圆二色性、紫外 - 可见光谱、分子对接及分子动力学模拟等技术方法。以人前列腺癌 DU145 细胞和非癌性 HUVEC 细胞为模型,探究苍耳亭的抗癌作用及机制。
细胞活力与集落形成实验
MTT 实验结果显示,苍耳亭处理 DU145 细胞 12 小时、24 小时、48 小时后,细胞活力显著降低,且呈浓度和时间依赖性,而对非癌性 HUVEC 细胞的细胞毒性明显低于前列腺癌细胞,48 小时时前列腺癌细胞和 HUVEC 的 IC50 值分别为 9.95 μM 和 48.85 μM,表明苍耳亭对前列腺癌细胞具有选择性抑制作用。
氧化应激与凋亡分析
实验发现,苍耳亭可显著增加氧化应激标志物的产生,同时下调谷胱甘肽(GSH)和超氧化物歧化酶(SOD)水平,诱导氧化应激。此外,苍耳亭处理导致半胱天冬酶 - 3(caspase-3)过表达,提示其可诱导前列腺癌细胞凋亡,同时检测到 CDK6 表达下调。
苍耳亭与 CDK6 相互作用研究
荧光猝灭、圆二色性、紫外 - 可见光谱等实验表明,苍耳亭与 CDK6 以 1:1 的摩尔比强烈结合,结合常数 logKb值为 5.53±0.32,其结合主要借助来自 ILE19、ALA41、LEU152、VAL101、VAL27、PHE98 和 HIS100 残基的疏水作用力。分子动力学模拟显示,苍耳亭可增加 CDK6 的蛋白质动力学、波动和结构变化,从而抑制其酶活性。
研究结论表明,苍耳亭作为一种天然活性倍半萜内酯,具有显著的抗前列腺癌潜力,其通过诱导氧化应激、诱导细胞凋亡及与 CDK6 结合抑制其活性等多途径发挥作用,且对非癌性细胞毒性较低。该研究不仅揭示了苍耳亭在前列腺癌中的抗癌机制,还为开发以 CDK6 为靶点的天然抗癌药物提供了实验依据和理论支持,有望为前列腺癌治疗带来新的突破,在抗癌药物研发领域具有重要的科学意义和应用前景。