靶向EGFR/ERK/MEK信号轴:负载百里醌的PEG化脂质体通过调控凋亡通路增强抗肝癌活性研究

《Hormones & Cancer》:Thymoquinone-conjugated liposomes improve cytotoxic and proapoptotic effects against hepatocellular cancer by altering the EGFR/ERK/MEK signaling axis

【字体: 时间:2025年10月22日 来源:Hormones & Cancer

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  本研究针对肝细胞癌(HCC)治疗中化疗药物选择性差、耐药性高及天然活性成分百里醌(TQ)生物利用度低的问题,设计了一种聚乙二醇化百里醌脂质体(PEG-TQ-LP)递送系统。通过体外和体内实验,研究人员发现PEG-TQ-LP可显著抑制HepG2细胞增殖、迁移并促进其凋亡,其机制与下调BCL2、上调BAX表达、激活p38-MAPK以及抑制EGFR/MEK/ERK磷酸化有关。分子对接结果表明TQ能有效结合MEK-1、PLK1-PBD和p38-MAPK等关键靶点。该研究为HCC治疗提供了新型纳米递送策略,具有重要转化潜力。

  
肝细胞癌(HCC)是全球范围内发病率和死亡率极高的恶性肿瘤,多数患者确诊时已处于晚期,失去了手术机会。当前标准治疗药物如索拉非尼存在严重毒副作用和耐药性问题,亟需开发高效低毒的新策略。天然活性成分百里醌(Thymoquinone, TQ)源自黑种草(Nigella Sativa),具有多重抗癌活性,但其水溶性差、稳定性低限制了临床应用。为此,研究人员构建了一种聚乙二醇化脂质体负载TQ(PEG-TQ-LP)的纳米递送系统,旨在提升TQ的靶向性和疗效,并深入探索其抗HCC的作用机制。
本研究采用薄膜水化法制备PEG-TQ-LP,并对其粒径、电位、包封率及释药特性进行表征。通过MTT法、克隆形成实验、划痕实验评估其体外抗增殖和抗迁移效果;流式细胞术、qRT-PCR和Western blot检测细胞凋亡及相关信号通路蛋白表达;利用DEN诱导的小鼠HCC模型评价体内抗肿瘤作用及抗氧化指标;采用分子对接模拟TQ与MEK-1、PLK1-PBD、p38-MAPK等靶点的结合模式。
3.1 纳米粒表征与药物释放
PEG-TQ-LP呈球形,粒径约28.62 nm,包封率达98.3%,在酸性环境中释放显著加快,具备肿瘤微环境响应释药特性。
3.2 抑制癌细胞增殖与迁移
PEG-TQ-LP可时间依赖性地降低HepG2细胞活力,抑制克隆形成和伤口愈合,效果优于游离TQ。
3.3 促进细胞凋亡
PEG-TQ-LP处理显著上调BAX、Caspase-3/8/9及细胞色素C基因表达,下调BCL2,流式细胞术证实早期和晚期凋亡细胞比例增加。
3.4 调控EGFR/ERK/MEK信号轴
Western blot结果显示PEG-TQ-LP抑制p-EGFR、p-MEK和p-ERK蛋白磷酸化,同时激活p-p38-MAPK,从而诱导线粒体凋亡通路。
3.5 分子对接验证结合亲和力
TQ与MEK-1、PLK1-PBD、p38-MAPK的结合能分别为-7.21、-6.69、-6.90 kcal/mol,主要通过氢键和疏水作用与关键氨基酸残基结合。
3.6 改善HCC模型肝损伤与氧化平衡
在DEN诱导的小鼠HCC模型中,PEG-TQ-LP显著降低血清ALT、AST、ALP及甲胎蛋白水平,提升总蛋白和白蛋白含量,恢复超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽(GSH)等抗氧化指标,组织病理学显示肝结构改善。
3.7 促进体内凋亡相关基因表达
小鼠肝组织qRT-PCR显示PEG-TQ-LP处理后BAX、Caspase-3、Caspase-9表达上调,BCL2下调,与体外实验结果一致。
本研究通过纳米技术改造天然药物递送系统,显著提升TQ的抗肝癌效果。PEG-TQ-LP不仅有效抑制肿瘤增殖、迁移,还通过调控EGFR/ERK/MEK-p38MAPK信号轴促进线粒体凋亡,并在体内验证其肝保护作用和抗氧化功能。该策略为克服HCC治疗困境提供了新思路,兼具科学创新性与临床转化价值。未来需进一步开展药代动力学研究及多靶点信号网络深入探索,以推动其临床应用。
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