Kisspeptin-10通过诱导KISS1表达、抑制转移及促进凋亡在三阴性乳腺癌中展现多效性抗肿瘤作用
《Scientific Reports》:Exogenous kisspeptin-10 treatment shows pleiotropy via induction of KISS1 expression, metastasis suppression, and promotes apoptosis in triple-negative breast cancer
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时间:2025年10月09日
来源:Scientific Reports 3.9
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本研究针对缺乏有效靶向疗法的三阴性乳腺癌(TNBC),探讨了外源性Kisspeptin-10(Kp-10)的治疗潜力。研究人员通过体外和生物信息学分析发现,Kp-10能显著上调KISS1 mRNA表达、抑制细胞迁移、逆转上皮-间质转化(EMT)并激活CASP3、CASP8、CASP9、BAX等凋亡通路。代谢组学分析进一步揭示了其在凋亡、抗血管生成和氧化还原稳态方面的调节作用。该研究为TNBC提供了新的潜在治疗策略,具有重要意义。
在乳腺癌的众多亚型中,三阴性乳腺癌(Triple-Negative Breast Cancer, TNBC)以其独特的"三阴性"特征——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(HER2)表达,成为临床治疗中最具挑战性的类型。这类患者无法从内分泌治疗或HER2靶向治疗中获益,只能依赖传统化疗,然而治疗效果往往不尽如人意,患者常面临早期复发、远处转移和生存期较短等问题。更令人担忧的是,TNBC在年轻女性和非洲裔女性中发病率较高,约占所有乳腺癌病例的15%-20%,其生物学侵袭性强,分子异质性高,涵盖了基底样、间质样、免疫调节型等多种内在亚型,每种都有不同的预后和治疗反应。
面对这一严峻挑战,科学家们将目光投向了肿瘤转移抑制机制。其中,由KISS1基因编码的kisspeptin蛋白引起了研究人员的极大兴趣。最初在黑色素瘤中被发现具有转移抑制功能,kisspeptin在生殖内分泌领域已有深入研究,但在癌症生物学中的作用却显得复杂而矛盾。特别是在TNBC中,KISS1表达与肿瘤侵袭性的关系尚不明确,这促使Hetvi Shah等人开展了一项创新性研究,系统探讨外源性Kisspeptin-10在TNBC治疗中的潜在价值。
研究人员采用整合生物学方法,结合体外实验和生物信息学分析,以MDA-MB-231和MDA-MB-468两种TNBC细胞系为模型,深入探索了Kisspeptin-10的抗肿瘤机制。他们发现,这种短肽分子能够通过多靶点、多通路的方式,有效调控TNBC的恶性表型,为开发新型TNBC治疗策略提供了重要理论依据。该研究成果发表在《Scientific Reports》期刊上,为TNBC治疗领域带来了新的希望。
在研究过程中,团队运用了MTT法检测细胞活力、划痕实验评估细胞迁移、qRT-PCR分析基因表达、Western blot验证蛋白水平变化、非靶向代谢组学分析代谢物变化,以及利用TCGA和GEO等公共数据库进行生物信息学验证等关键技术方法。
Kisspeptin-10调控转录网络、抑制增殖并在三阴性乳腺癌中显示预后相关性
研究人员首先确定了Kisspeptin-10在TNBC细胞中的半数抑制浓度(IC50)为110.21 nM(MDA-MB-231)和88.35 nM(MDA-MB-468)。通过qPCR和Western blot分析发现,Kisspeptin-10处理能显著上调SP1、GATA2、CDX2等转录因子,同时下调ZEB1表达。更重要的是,KISS1及其受体KISS1R的mRNA水平也显著上调,表明存在正反馈调节机制。生物信息学分析进一步证实,这些转录因子在TNBC患者中具有预后价值,如GATA2高表达与较好生存率相关(HR=0.47)。
Kisspeptin-10调节MDA-MB-231细胞中应激、炎症和增殖相关信号及其在乳腺癌中的预后相关性
研究表明,Kisspeptin-10能剂量依赖性地下调CJUN表达,同时上调PKA、PKR(EIF2AK2)和PLCB1。这些信号分子的改变与细胞应激反应、炎症调节和增殖控制密切相关。生存分析显示,EIF2AK2高表达与较差预后相关(HR=1.13),提示其可能作为乳腺癌的预后生物标志物。
Kisspeptin-10减弱迁移、调节EMT和凋亡并影响TNBC中的预后标志物
划痕实验结果显示,Kisspeptin-10处理能显著抑制TNBC细胞的迁移能力,且呈剂量依赖性。在EMT标志物方面,Kisspeptin-10上调E-钙黏蛋白(E-cadherin),下调N-钙黏蛋白(N-cadherin)、CD44和波形蛋白(Vimentin),表明其能有效逆转上皮-间质转化(EMT)。同时,凋亡相关基因CASPASE 3、CASPASE 8、CASPASE 9和BAX表达上调,而BCL2表达下降,提示内外源性凋亡通路均被激活。
代谢组学分析揭示Kisspeptin-10介导的TNBC细胞代谢调节
非靶向代谢组学分析发现,Kisspeptin-10处理引起代谢物谱的显著改变。Gingerdiol/Norcapsaicin、Usambarensine等代谢物仅在处理组中出现,而DL-色氨酸(DL-Tryptophan)、尸胺(Cadaverine)等代谢物在所有组中均有表达但强度不同。通路富集分析显示,这些变化主要涉及血管生成、抗增殖、凋亡和氧化还原调节等通路。
三阴性乳腺癌的转录组景观揭示协调的基因失调和调控枢纽
通过对公共数据库GDS4069和GDS825的分析,研究人员鉴定了TNBC特异的基因表达特征。上调基因包括SPARC、GDF15等,与细胞外基质重塑和应激反应相关;下调基因如CDH1(E-cadherin)则表明上皮特性丧失。基因-调控网络分析发现SP1、ZEB1等转录因子处于调控网络的核心位置。
综合以上研究结果,可以得出明确结论:外源性Kisspeptin-10能够恢复KISS1表达,在TNBC细胞中发挥多方面的抗肿瘤作用。它不仅抑制细胞增殖和迁移,还能逆转EMT过程,激活凋亡通路,引起代谢重编程,最终使肿瘤细胞向侵袭性较低的表型转变。这些发现表明Kisspeptin-10具有重新激活TNBC中肿瘤抑制网络的潜力,虽然目前研究主要基于体外和生物信息学分析,但为开发针对这一难治性乳腺癌亚型的新疗法提供了有希望的方向。未来需要进一步开展体内实验和机制探索,以验证其临床应用的可行性,为TNBC患者带来新的治疗希望。
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