枸杞多糖通过调控UPP1抑制尿苷诱导的肺腺癌恶性进展机制研究

本研究针对尿苷代谢促进肺腺癌(LUAD)上皮-间质转化(EMT)的关键问题，通过孟德尔随机化分析发现尿苷与肺癌风险存在因果关系，证实UPP1是尿苷代谢的关键酶并驱动EMT进程。研究发现枸杞多糖(LBP)能显著下调UPP1表达，逆转尿苷诱导的EMT和细胞迁移，体内实验证实LBP抑制肿瘤生长。该研究为靶向尿苷代谢的LUAD治疗提供了新策略。

　　

肺腺癌(Lung Adenocarcinoma, LUAD)作为肺癌最常见的亚型，占所有肺癌病例的40%，其高异质性和转移特性导致临床治疗效果有限，全球每年新增病例达220万，死亡179万例。肿瘤转移过程与代谢重编程和上皮-间质转化(Epithelial-Mesenchymal Transition, EMT)密切相关，寻找有效的治疗靶点成为当前研究的重点。

尿苷(Uridine)作为嘧啶核苷，在DNA和RNA合成、糖原沉积、蛋白质和脂质糖基化以及细胞外基质生物合成中发挥关键作用。临床实践中，尿苷被用于减轻5-氟尿嘧啶化疗的副作用，但近年研究发现治疗耐药癌细胞高表达尿苷磷酸化酶1(Uridine Phosphorylase 1, UPP1)，且与尿苷代谢活性呈正相关。UPP1在胰腺导管腺癌和肺腺癌中促进能量代谢，其高表达与多种肿瘤的不良预后相关，同时与肝转移和肿瘤侵袭性相关。

传统中药枸杞(Lycium chinense Mill.)及其活性成分枸杞多糖(Lycium barbarum polysaccharide, LBP)在抗肿瘤、抗衰老和免疫调节方面展现出广泛生物活性。LBP能通过激活线粒体通路、转导通路或死亡受体通路诱导癌细胞凋亡和铁死亡，并能直接抑制细胞增殖和转移。然而，LBP是否通过调节肺腺癌的尿苷代谢来抑制细胞增殖和迁移尚未明确。

为探究这一问题，研究人员开展了一系列实验。主要技术方法包括：利用IEU Open GWAS数据库进行双样本孟德尔随机化(Mendelian Randomization, MR)分析；通过TIMER、UALCAN和CAMOIP等生物信息学平台分析TCGA数据集；采用伤口愈合实验和Transwell实验检测细胞迁移和侵袭能力；通过Western blot和RT-qPCR分析EMT相关标志物表达；使用RNA测序进行转录组分析；建立C57BL/6小鼠Lewis肺癌移植瘤模型进行体内验证；采用免疫组化技术检测肿瘤组织中的蛋白表达。

研究结果部分显示：

3.1. 尿苷作为肺癌的因果风险因子和EMT促进剂

孟德尔随机化分析发现尿苷与肺癌风险存在重要因果关系(OR: 4.196, P=0.02)。体外实验表明，0.25mM尿苷处理24小时能显著诱导A549和H1299细胞迁移，并降低上皮标志物(E-cadherin和ZO-1)表达，促进间质标志物(N-cadherin和Vimentin)和EMT激活因子(ZEB1和Slug)表达。

3.2. 敲低UPP1通过逆转EMT抑制肺腺癌细胞增殖、侵袭和迁移

研究发现UPP1在肺腺癌细胞中高表达，且与不良预后相关。生物信息学分析显示UPP1与EMT转录因子(SNAI1、SNAI2、TWIST1)呈显著正相关。敲低UPP1能显著抑制A549和H1299细胞增殖、侵袭和迁移，逆转EMT过程，而添加尿苷能恢复UPP1敲低细胞的迁移能力。

3.3. LBP抑制肺腺癌细胞中UPP1表达并逆转EMT

LBP处理能抑制肺腺癌细胞活力，降低细胞迁移和侵袭能力，并以剂量依赖方式诱导E-cadherin表达，降低N-cadherin和Vimentin表达。转录组分析发现LBP处理下调410个差异表达基因，其中UPP1显著下调，且这些基因富集于细胞迁移调控等生物学过程。

3.4. LBP通过逆转EMT过程挽救尿苷诱导的肺腺癌细胞迁移

救援实验证实，1mg/mL LBP能减少尿苷诱导的细胞迁移，显著诱导E-cadherin表达，同时抑制尿苷激活的N-cadherin和Vimentin表达。

3.5. LBP通过降低UPP1在体内阻止肺肿瘤发生和EMT过程

体内实验表明，LBP(25mg/kg、50mg/kg、100mg/kg)给药显著降低肿瘤重量和体积，增强环磷酰胺抗肿瘤功能。免疫组化结果显示LBP处理组E-cadherin表达升高，N-cadherin、Vimentin和UPP1表达降低。

研究结论与讨论部分指出，该研究提供了尿苷通过UPP1-尿苷轴促进肺腺癌EMT进程的证据，并首次证明LBP通过抑制UPP1产生来挽救尿苷诱导的EMT。EMT在肺腺癌侵袭和转移中的作用逐渐受到关注，但目前针对EMT的抑制剂因疗效不稳定和耐药性而临床应用受限。尿苷作为嘧啶核苷，在肿瘤细胞中具有独特的代谢适应性和治疗潜力。研究发现尿苷促进肺腺癌细胞的迁移和EMT过程，可能与影响ZEB1等关键转录因子有关。UPP1作为尿苷代谢的关键酶，在多种肿瘤中异常表达，与肿瘤发展密切相关。敲低UPP1能显著抑制肺腺癌细胞增殖、侵袭和迁移并逆转EMT过程。传统中药枸杞活性成分LBP具有抗肿瘤作用多样、毒性低等优势，本研究发现在转录组水平上LBP显著下调UPP1，可能通过抑制UPP1来抑制肺腺癌侵袭迁移。体内实验进一步证实LBP处理抑制肺腺癌进展，降低UPP1表达。基于这些结果，研究人员提出了通过靶向UPP1-尿苷轴治疗肺癌的治疗策略，LBP通过抑制UPP1来抑制尿苷代谢，可能切断肺癌细胞迁移的关键代谢供应，从而获得治疗效果。

该研究发表于《Cell Investigation》，为肺腺癌治疗提供了新的靶点和治疗策略，具有重要的临床转化价值。