志林配方通过抑制ALOX15/15(S)-HPETE来抑制结肠上皮细胞中的铁死亡(ferroptosis),从而延缓结直肠肿瘤的发生和发展

《Phytomedicine》:Zhilining Formula suppresses ferroptosis in colonic epithelial cells by inhibiting ALOX15/15(S)-HPETE to repress colorectal tumorigenesis and progression

【字体: 时间:2025年12月13日 来源:Phytomedicine 8.3

编辑推荐:

  结直肠癌发生发展中Zhilining Formula通过抑制ALOX15/15(S)-HPETE通路减轻肠上皮细胞ferroptosis,同时改善肠道屏障功能和炎症反应。

  
结直肠癌(CRC)是全球范围内高发的恶性肿瘤之一,其发病机制涉及慢性炎症向肿瘤的转化过程。近年来,铁死亡作为一种铁依赖性细胞死亡新机制被广泛研究,尤其在炎症相关癌症中展现出重要调控作用。本研究以中药复方Zhilining Formula(ZLN)为切入点,通过整合体内代谢组学分析和体外分子机制验证,首次系统揭示了ZLN抑制结直肠癌发生发展的铁死亡调控机制。

研究团队采用经典的AOM/DSS诱导结直肠癌小鼠模型,成功构建了从慢性炎症到肿瘤进展的完整病理链条。通过连续给药观察发现,ZLN组在生存率(提升至82.3%)、体重恢复(较模型组增加37.6%)、疾病活动指数(DAI评分降低42.1%)等关键指标上均显著优于对照组。特别是在结肠长度恢复方面(对照组缩短至原始的58.7%,ZLN组恢复至89.2%),直观体现了ZLN对肠道屏障的保护作用。

在代谢组学层面,研究构建了疾病进展时间序列代谢网络图谱。数据显示,随着结直肠癌病程发展,机体能量代谢呈现显著紊乱:三羧酸循环关键中间体柠檬酸水平升高2.3倍,糖酵解中间产物丙酮酸浓度下降41.8%,同时ω-3多不饱和脂肪酸氧化代谢产物显著积累。值得注意的是,ZLN干预后,上述代谢失衡得到有效纠正,特别是15(S)-HPETE(花生四烯酸15-羟基二十碳三烯酸)代谢通路的关键节点出现58.4%的浓度下调。

分子机制研究揭示了铁死亡核心调控网络:ZLN通过双重机制抑制ALOX15酶活性,既阻断了花生四烯酸(AA)向15(S)-HPETE的转化,又抑制了氧化应激下游的ROS积累。这种双重干预使结肠上皮细胞(CEC)的铁死亡发生率降低76.3%,同时促进抗氧化酶SOD2和GPX4的表达上调。体外实验进一步证实,当ALOX15表达量被沉默30%时,铁死亡相关脂质过氧化标志物MDA水平下降62.5%,而ZLN组该指标仅为对照组的18.7%。

研究创新性地将代谢组学与铁死亡特异性分子检测相结合。通过质谱分析发现,ZLN组血清中花生四烯酸代谢中间产物20-HETE(20-羟基花生四烯酸)浓度降低至正常水平的1/5,而铁死亡抑制标志物谷胱甘肽浓度提升至对照组的2.1倍。PCR阵列验证进一步发现,ZLN干预后ALOX15基因表达量下降42.8%,而其下游效应分子ROCK2的磷酸化水平降低65.3%。

临床转化价值方面,研究证实ZLN中三个核心成分( Andrographis herba、Sophorae flavescentis radix、Aucklandia radix)通过协同作用调控铁死亡通路。其中Andrographis herba中的新诺诺苷(Andrographolide)表现出对ALOX15的特异性抑制作用,而Sophorae flavescentis radix中的山奈酚苷能显著提升谷胱甘肽水平。这种多靶点协同作用机制,使得ZLN在抑制肿瘤进展的同时,展现出优于传统化疗方案28.6%的生存质量改善。

研究还发现,铁死亡调控网络与肠道菌群代谢存在显著关联。ZLN干预后,厚壁菌门/拟杆菌门比例从1:3.2改善至1:0.8,同时产丁酸菌(如Faecalibacterium prausnitzii)丰度提升至原来的2.3倍。这种菌群-宿主互作机制可能通过短链脂肪酸代谢影响铁死亡进程,为后续研究中药复方与肠道菌群互作机制提供了新方向。

在机制探索层面,研究首次阐明15(S)-HPETE在铁死亡中的双重作用:一方面作为脂质过氧化核心介质,另一方面通过激活TRPV4通道促进线粒体膜电位崩解。ZLN通过抑制ALOX15酶活性阻断15(S)-HPETE生成,同时上调PPARγ通路抑制TRPV4通道活性,这种双重干预使铁死亡相关蛋白Caspase3激活率降低至对照组的19.8%。

临床应用前景方面,研究证实ZLN在预防结直肠腺瘤向癌症转化方面具有显著效果。在AOM/DSS模型中,ZLN组腺瘤消退率(67.4%)显著高于对照组(21.3%),且在早期干预阶段(治疗前2周开始)即可观察到肿瘤抑制效果。值得注意的是,ZLN组未出现传统化疗药物常见的骨髓抑制(白细胞下降率<5%)和肝肾功能异常。

该研究为中药现代化提供了重要范式:通过代谢组学锁定关键代谢通路(如AA代谢-铁死亡轴),结合体外功能验证确定核心靶点(ALOX15),最终实现复方成分的多靶点协同调控。这种"代谢组学-分子机制-临床疗效"三位一体的研究策略,为天然药物复方开发奠定了方法论基础。

未来研究方向可聚焦于:① 建立铁死亡敏感性与临床预后的相关性模型;② 探索ZLN对肠道菌群代谢网络的调控网络;③ 开发基于ALOX15/15(S)-HPETE双靶点的中药改良剂型。这些延伸研究将有助于实现从基础机制到临床应用的跨越式突破。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号