《Translational Oncology》：Evaluation of the anti-tumor efficacy of prodigiosin in papillary thyroid cancer cell and animal models
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本研究针对甲状腺乳头状癌（PTC）患者中存在的放射性碘难治性（RAIR）临床挑战，探讨了天然化合物灵菌红素（PG）的抗肿瘤功效。研究人员通过体外细胞模型和体内裸鼠移植瘤模型，发现PG能显著抑制PTC细胞增殖、迁移和侵袭，诱导G0/G1期细胞周期阻滞，并上调钠碘同向转运体（NIS）表达以增强放射性碘摄取能力。其作用机制与抑制Wnt/β-catenin信号通路和逆转上皮间质转化（EMT）过程密切相关。该研究为开发克服PTC常规治疗耐药的新策略提供了有前景的候选药物和理论依据。
甲状腺癌是内分泌系统最常见的恶性肿瘤之一，其中乳头状甲状腺癌（Papillary Thyroid Cancer, PTC）约占所有甲状腺癌病例的90%。尽管大多数PTC患者经过手术、甲状腺刺激激素（TSH）抑制治疗和放射性碘-131（131I）治疗后预后良好，但仍有约10%的患者会发生远处转移或局部复发。更为棘手的是，约三分之二的复发或转移患者会因钠碘同向转运体（Sodium-Iodide Symporter, NIS）功能失调或表达缺失，逐渐丧失摄取放射性碘的能力，发展为放射性碘难治性分化型甲状腺癌（Radioiodine-Refractory Differentiated Thyroid Cancer, RAIR-DTC），导致后续的放射性碘治疗无效。因此，寻找能够有效抑制PTC进展并逆转RAIR的新治疗靶点和策略迫在眉睫。
在这一背景下，发表于《Translational Oncology》的一项研究将目光投向了一种源自粘质沙雷氏菌的天然红色色素——灵菌红素（Prodigiosin, PG）。PG已被发现具有抗菌、抗疟、抗癌和免疫抑制等多种生物活性，并在乳腺癌等其他癌症中显示出通过调控Wnt/β-catenin等信号通路诱导抗癌效应的潜力。然而，PG在PTC中的作用尚属未知。本研究首次系统性地评估了PG在PTC细胞和动物模型中的抗肿瘤功效，并深入探索了其潜在的分子机制。
为了回答PG是否对PTC有效以及如何起作用的问题，研究人员运用了多种关键技术方法。研究首先通过药物筛选从58种抗癌化合物中鉴定出PG对PTC细胞系TPC-1具有最强的生长抑制活性。随后，在体外实验中，利用CCK-8法检测细胞活力并计算半数抑制浓度（IC50），通过平板克隆形成实验和EdU（5-乙炔基-2’-脱氧尿苷）掺入实验评估细胞增殖能力。细胞迁移和侵袭能力通过划痕愈合实验以及基质胶包被的Transwell小室实验进行评价。流式细胞术用于分析细胞周期分布。通过蛋白质印迹法（Western Blot）和实时定量PCR（RT-qPCR）检测关键蛋白（如EMT标记物、细胞周期相关蛋白、Wnt/β-catenin通路蛋白、NIS）和mRNA的表达变化。在体内部分，研究建立了BCPAP细胞系的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效果，并利用免疫组织化学（IHC）和Western Blot对肿瘤组织进行分析。
PG抑制PTC细胞增殖
研究人员发现，PG能以剂量和时间依赖的方式显著抑制PTC细胞系BCPAP和TPC-1的活力。克隆形成实验显示，500 nM的PG处理可分别抑制BCPAP和TPC-1细胞93.5%和89.2%的生长。EdU实验进一步证实PG处理显著减少了处于DNA合成期的细胞比例，表明其强大的抗增殖活性。
PG抑制PTC细胞迁移和侵袭
划痕实验和Transwell实验的结果一致表明，PG处理能浓度依赖性地抑制PTC细胞的迁移和侵袭能力。例如，500 nM PG处理使BCPAP细胞的迁移和侵袭分别减少了90.7%和93.4%。机制上，Western Blot分析发现PG上调了上皮标志物E-钙黏蛋白（E-cadherin）的表达，而下调了间质标志物N-钙黏蛋白（N-cadherin）、波形蛋白（Vimentin）以及基质金属蛋白酶MMP2和MMP9的表达，提示PG可能通过逆转上皮-间质转化（Epithelial-Mesenchymal Transition, EMT）过程来抑制细胞的恶性表型。
PG诱导PTC细胞G0/G1期周期阻滞
流式细胞术分析显示，PG处理导致BCPAP和TPC-1细胞阻滞在G0/G1期。与此一致，Western Blot结果显示PG上调了细胞周期抑制蛋白p21的表达，同时下调了G1/S期转换的关键调控因子细胞周期蛋白D1（Cyclin D1）的表达，这为PG诱导细胞周期阻滞提供了分子解释。
PG增强PTC细胞对放射性碘的敏感性
一个具有重要临床意义的发现是，PG处理能显著上调PTC细胞中NIS及其上游调控因子TSHR（甲状腺刺激激素受体）的mRNA和蛋白表达水平。这一结果表明PG有可能恢复RAIR-PTC细胞的放射性碘摄取能力，为克服放射性碘耐药提供了新思路。
PG通过调控Wnt/β-catenin通路抑制PTC进展
深入机制探索发现，PG处理能剂量依赖性地降低PTC细胞中β-连环蛋白（β-catenin）、c-Myc以及磷酸化糖原合成酶激酶3β（P-GSK3β Ser9）的蛋白水平。这提示PG可能通过抑制Wnt/β-catenin信号通路来发挥其抗癌效应。在裸鼠移植瘤模型中，PG治疗（5 mg/kg，每3天腹腔注射一次）显著抑制了肿瘤生长，且未观察到明显的肝毒性。对肿瘤组织的分析进一步证实，PG处理降低了增殖标志物Ki-67、β-catenin、c-Myc和P-GSK3β的表达，同时上调了NIS和E-cadherin的表达，与体外实验结果相互印证。
归纳研究结论与讨论部分，本研究首次全面揭示了天然化合物PG在PTC中的多靶点抗肿瘤作用。PG通过抑制Wnt/β-catenin信号通路，进而抑制细胞增殖、逆转EMT过程、诱导G0/G1期细胞周期阻滞，并关键性地通过上调NIS表达来增强PTC细胞对放射性碘的敏感性。体内实验证实了PG的有效性和初步安全性。这些发现不仅深化了对PG抗癌机制的理解，更重要的是为治疗PTC，特别是RAIR-DTC这一临床难题，提供了一个极具潜力的候选药物和新的治疗策略。尽管本研究存在一些局限性，如GSK3β是否为PG的直接靶点仍需验证，以及细胞系和动物模型与人体肿瘤微环境的差异等，但无疑为后续的转化医学研究和临床开发奠定了坚实的实验基础。PG作为一种多效性的天然产物，其在PTC治疗中的应用前景值得期待。
