《Translational Oncology》：Exploration of precise classification and therapeutic targets of breast cancer based on genes related to neuro-cancer crosstalk
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本研究针对甲状腺乳头状癌（PTC）中Wnt/β-catenin信号通路异常激活及钠碘同向转运体（NIS）表达下调导致的肿瘤进展与放射性碘治疗抵抗问题，系统探讨了天然产物灵菌红素（PG）的抗肿瘤作用及分子机制。研究发现，PG通过抑制Wnt/β-catenin通路，逆转上皮-间质转化（EMT），并上调NIS表达，从而有效抑制PTC细胞增殖、迁移与侵袭，诱导细胞周期阻滞，并增强其碘摄取能力。该研究为开发克服PTC治疗抵抗的新策略提供了重要的实验依据。
甲状腺癌是内分泌系统最常见的恶性肿瘤之一，其中甲状腺乳头状癌（Papillary Thyroid Cancer, PTC）约占所有病例的90%。虽然大多数PTC患者预后良好，但仍有约10%的患者会发生远处转移或局部复发。在这些患者中，约三分之二因钠碘同向转运体（Sodium-Iodide Symporter, NIS）功能丧失或表达缺失，导致肿瘤细胞摄取放射性碘的能力下降或完全丧失，从而发展为放射性碘难治性分化型甲状腺癌（Radioiodine-Refractory Differentiated Thyroid Cancer, RAIR-DTC），使得辅助放射性碘治疗无效。因此，寻找能够有效抑制PTC进展并恢复其碘摄取能力的新型治疗策略，成为当前临床面临的紧迫挑战。
灵菌红素（Prodigiosin, PG）是一种由粘质沙雷氏菌产生的天然红色素，具有抗菌、抗疟疾和抗癌等多种生物活性。此前的研究表明，PG在乳腺癌等多种肿瘤中能通过调控Wnt/β-catenin、JNK/p38/RAD51等信号通路诱导细胞凋亡。然而，PG在PTC中的作用及其具体分子机制尚不明确。为了填补这一空白，来自赣南医学院第一附属医院龙南医院的研究团队在《Translational Oncology》上发表了一项研究，系统揭示了PG通过调控Wnt/β-catenin信号通路，在体外和体内水平上发挥抗PTC作用，并首次发现其能显著上调NIS表达，为克服PTC的放射性碘治疗抵抗提供了新的思路。
为了开展这项研究，研究人员运用了多种关键的技术方法。在体外实验中，他们利用CCK-8法、平板克隆形成实验和EdU掺入实验评估了PG对PTC细胞增殖的抑制作用；通过划痕愈合实验和Transwell小室实验检测了PG对细胞迁移和侵袭能力的影响；采用流式细胞术分析了PG对细胞周期分布的影响；通过RT-qPCR和蛋白质印迹法检测了相关基因和蛋白的表达水平。在体内实验中，研究人员构建了裸鼠皮下移植瘤模型，通过腹腔注射PG观察其对肿瘤生长的抑制作用，并利用免疫组织化学染色和蛋白质印迹法对肿瘤组织中的关键蛋白表达进行了分析。
PG抑制PTC细胞增殖
研究人员首先通过药物筛选发现，在58种候选药物中，PG对PTC细胞系TPC-1的抑制作用最为显著。随后，他们通过CCK-8实验证实，PG能以剂量和时间依赖性的方式抑制BCPAP和TPC-1细胞的活力，其24小时和48小时的半数抑制浓度（IC50）均处于纳摩尔级别。平板克隆形成实验和EdU掺入实验的结果进一步表明，PG处理能显著减少PTC细胞形成的克隆数量和EdU阳性细胞的比例，证明PG具有强大的抗增殖活性。
PG抑制PTC细胞迁移和侵袭
为了评估PG对PTC细胞恶性行为的影响，研究人员进行了划痕愈合实验和Transwell小室实验。结果显示，PG处理能显著抑制PTC细胞的迁移能力，且这种抑制作用呈剂量依赖性。同时，Transwell侵袭实验表明，PG能有效减少穿过基质胶的细胞数量，表明其能抑制PTC细胞的侵袭能力。为了探究其分子机制，研究人员检测了上皮-间质转化（Epithelial-Mesenchymal Transition, EMT）相关标志物的表达。蛋白质印迹分析发现，PG处理能上调上皮标志物E-cadherin的表达，同时下调间质标志物N-cadherin、Vimentin以及基质金属蛋白酶MMP2和MMP9的表达，提示PG可能通过逆转EMT过程来抑制PTC细胞的迁移和侵袭。
PG诱导PTC细胞周期阻滞于G0/G1期
细胞周期是调控细胞增殖的关键环节。流式细胞术分析显示，PG处理能导致PTC细胞在G0/G1期的比例显著增加，而在S期的比例相应减少，表明PG能诱导PTC细胞发生G0/G1期阻滞。为了阐明其分子基础，研究人员检测了细胞周期相关蛋白的表达。结果发现，PG处理能上调细胞周期抑制蛋白p21的表达，同时下调细胞周期蛋白Cyclin D1的表达，这可能是PG诱导细胞周期阻滞的重要机制。
PG增强PTC细胞对放射性碘的敏感性
NIS是甲状腺细胞摄取碘的关键转运蛋白，其表达下调是导致放射性碘治疗抵抗的主要原因。令人振奋的是，RT-qPCR和蛋白质印迹分析均显示，PG处理能显著上调PTC细胞中NIS的mRNA和蛋白表达水平。同时，甲状腺刺激激素受体（Thyroid-Stimulating Hormone Receptor, TSHR）的表达也相应增加。这一发现表明，PG可能通过上调NIS的表达，恢复PTC细胞的碘摄取功能，从而增强其对放射性碘治疗的敏感性。
PG通过调控Wnt/β-catenin通路抑制PTC进展
Wnt/β-catenin信号通路在PTC的发生发展中扮演着重要角色。为了探究PG是否通过调控该通路发挥作用，研究人员检测了通路相关蛋白的表达。蛋白质印迹分析显示，PG处理能显著降低β-catenin及其下游靶基因c-Myc的表达，同时降低磷酸化GSK3β（Ser9）的水平，提示PG可能通过抑制Wnt/β-catenin通路的活性来发挥抗肿瘤作用。
PG在体内抑制PTC肿瘤生长
为了验证PG在体内的抗肿瘤效果，研究人员构建了PTC裸鼠移植瘤模型。结果显示，与对照组相比，PG治疗组的肿瘤体积和重量均显著减小，且对小鼠体重无明显影响，表明PG在体内具有显著的抗肿瘤活性且毒性较低。对肿瘤组织的分析进一步证实，PG处理能下调增殖标志物Ki-67、β-catenin、c-Myc和p-GSK3β的表达，同时上调NIS的表达，这与体外实验结果一致。
研究结论与讨论
本研究首次系统阐明了天然产物灵菌红素（PG）在甲状腺乳头状癌（PTC）中的抗肿瘤作用及其分子机制。研究结果表明，PG通过抑制Wnt/β-catenin信号通路，逆转上皮-间质转化（EMT），并上调钠碘同向转运体（NIS）的表达，从而在体外和体内水平上有效抑制PTC细胞的增殖、迁移和侵袭，诱导细胞周期阻滞，并增强其对放射性碘的摄取能力。
该研究的重要意义在于，它不仅揭示了PG作为一种多靶点抗肿瘤药物的潜力，更重要的是，为解决PTC治疗中面临的放射性碘抵抗这一临床难题提供了新的策略。PG能够上调NIS表达，意味着它可能使原本对放射性碘治疗不敏感的肿瘤细胞重新获得摄取碘的能力，从而恢复放射性碘治疗的疗效。此外，PG对Wnt/β-catenin通路的抑制作用，也为靶向该通路治疗PTC提供了新的候选药物。尽管本研究在细胞和动物模型中取得了令人鼓舞的结果，但其临床转化仍需进一步的深入研究。未来，通过结合临床样本验证和更深入的机制探索，PG有望成为治疗PTC，特别是放射性碘难治性PTC的潜在有效药物。
