黄芩素通过抑制ALDH2介导的PD-L1信号通路，从而抑制M2型巨噬细胞的极化，进而延缓膀胱癌的进展

《Biochemical and Biophysical Research Communications》：Baicalin inhibits bladder cancer progression by suppressing PD-L1-mediated M2 macrophage polarization via ALDH2

膀胱癌中baicalin通过上调ALDH2抑制PD-L1并促进M1型巨噬细胞极化，增强抗肿瘤免疫反应。体内外实验证实baicalin抑制肿瘤细胞增殖、迁移和侵袭，其效果部分可被ALDH2敲低或PD-L1抑制逆转。机制研究显示baicalin通过调控ALDH2-PD-L1-M1巨噬细胞轴重塑肿瘤免疫微环境，为膀胱癌治疗提供新策略。

　　

作者：强子扬、任成德、谢文豪、杨张杰、李林、陈国军

单位：青海大学附属医院泌尿科，青海大学医学院，中国青海省西宁市同仁路29号，810000

摘要

本研究旨在阐明黄芩素在膀胱癌（BCa）中的抗肿瘤机制，重点关注黄芩素对肿瘤相关巨噬细胞极化的作用。利用GSE13507数据集检测到与BCa相关的差异表达基因（DEGs），并将其与黄芩素的预测靶点进行交叉分析以筛选核心靶点。通过RT-qPCR和Western blotting方法评估了醛脱氢酶2（ALDH2）的表达情况。建立了ALDH2敲低细胞系，与骨髓来源的巨噬细胞（BMDMs）共培养以评估巨噬细胞的极化情况，并分别评估了细胞行为。利用体内异种移植小鼠模型验证了黄芩素的抗肿瘤效果。研究发现BCa中的ALDH2表达下调，黄芩素可直接结合并上调ALDH2的表达。升高的ALDH2表达可下调程序性死亡配体1（PD-L1）并促进M1型巨噬细胞的极化，从而增强抗肿瘤免疫反应。黄芩素显著抑制了BCa细胞的恶性表型，并减少了异种移植模型中的肿瘤生长。值得注意的是，ALDH2敲低或PD-L1抑制部分逆转了黄芩素的抗肿瘤效果。黄芩素通过上调ALDH2来发挥强大的抗肿瘤作用，进而抑制PD-L1介导的M2型巨噬细胞极化并重塑肿瘤免疫微环境。这一机制为对抗BCa进展提供了新的治疗策略。

引言

膀胱癌（BCa）主要是一种尿路上皮癌，是全球每年影响超过50万人的恶性肿瘤[1]。其发病机制与衰老、吸烟、职业性致癌物暴露和慢性炎症密切相关[3]。目前BCa的治疗方法包括经尿道膀胱肿瘤切除术结合膀胱内化疗或BCG免疫疗法（适用于非肌层浸润性病例），根治性膀胱切除术加辅助化疗（适用于肌层浸润性膀胱癌），以及系统性化疗或免疫检查点抑制剂（适用于晚期疾病）[4]。然而，这些疗法常常受到药物耐药性、高复发率和治疗相关毒性的限制[5]，因此迫切需要新的治疗策略。此外，肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）是膀胱癌免疫微环境的关键组成部分。M2型极化的TAMs占多数与肿瘤转移和不良预后相关[6]。通过靶向极化调节因子将M2型TAMs重新编程为M1型已成为逆转免疫抑制微环境的有希望的策略。

黄芩素是一种从黄芩中提取的天然黄酮类化合物，在多种癌症中表现出抗炎和抗肿瘤活性[7]。最新研究表明，黄芩素可以通过调节巨噬细胞极化来影响肿瘤[8]。值得注意的是，黄芩素在BCa中通过诱导铁死亡（ferroptosis）发挥抗癌作用[9]。然而，黄芩素对BCa肿瘤微环境影响的分子机制仍不完全清楚。

醛脱氢酶2（ALDH2）是一种参与解毒活性醛类的关键线粒体酶，在多种恶性肿瘤中已被证实具有肿瘤抑制作用[10]。新兴证据表明，ALDH2也可能影响免疫反应和巨噬细胞功能[11]，尽管其在巨噬细胞极化中的作用尚未完全阐明。程序性死亡配体1（PD-L1）是一种免疫检查点分子，在肿瘤细胞和免疫细胞中均有表达。PD-L1通过与T细胞上的PD-1结合来介导免疫逃逸和肿瘤耐受[12]。BCa中的PD-L1表达与疾病侵袭性相关，是FDA批准的免疫疗法（如阿特珠单抗和帕博利珠单抗）的靶点[13]。调节PD-L1介导的巨噬细胞极化可能是治疗多种疾病的一种策略[14]。

基于这些发现，我们假设黄芩素通过调节ALDH2来影响PD-L1介导的巨噬细胞极化，从而调控BCa的进展。本研究旨在体外和体内验证这一机制，为黄芩素作为BCa潜在免疫调节剂提供理论依据。

生物信息学分析

从基因表达组数据库（GEO；https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/）中获取了BCa基因表达的GSE13507数据集。根据调整后的P值（adj.P.Val）< 0.05和|log₂倍变化（log₂FC）| > 1的标准筛选出差异表达基因（DEGs）。利用SwissTargetPrediction数据库（http://www.swisstargetprediction.ch/）预测黄芩素的潜在分子靶点，并将其与DEGs进行交叉分析以确定核心靶点。

黄芩素通过调节巨噬细胞极化抑制BCa细胞的恶性进展

黄芩素是一种天然存在的黄酮类化合物，具有明确的抗炎和抗肿瘤特性。为了研究其对BCa的影响，用不同剂量的黄芩素处理5637个细胞，并评估了细胞行为。黄芩素以剂量依赖的方式抑制细胞活力，同时减少了细胞集落形成、迁移和侵袭能力（图1A-D）。机制上，黄芩素下调了PD-L1、Arg1和CD206的表达，同时上调了iNOS和CD80的表达。

讨论

黄芩素在多种肿瘤类型中均具有抗癌特性，无论是在细胞水平还是分子水平上。它显著的抑制癌细胞增殖的能力使其成为天然黄酮类化合物中特别有前景的抗癌候选物[7]。在BCa中，黄芩素表现出抗增殖和促凋亡作用[18]，但其潜在的分子机制尚不清楚。本研究提供了新的见解。

作者贡献声明

强子扬：研究设计、概念构思。任成德：资源获取、概念构思。杨张杰：数据分析、数据管理。谢文豪：数据分析、数据管理。陈国军：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、方法学设计。李林：撰写、初稿撰写、监督

数据获取

本研究的数据可应要求向通讯作者索取。

伦理声明

动物实验方案已获得青海大学附属医院动物伦理委员会的批准（批准编号：SL-2023-463），并遵循了替代、减少和优化（3Rs）原则。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

资助

无。

利益冲突声明

? 作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。

致谢

不适用。