氯化两面针碱通过抑制 IGF2BP3 并以 m6A 依赖方式调节代谢途径抑制肝细胞癌进展:机制新探与潜在治疗曙光

【字体: 时间:2025年02月10日 来源:Molecular Medicine 6

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  为探究氯化两面针碱(NC)抗肝细胞癌(HCC)的潜在机制,广西医科大学研究人员开展相关研究。结果表明,NC 可抑制 HCC 细胞增殖、转移和血管生成,其通过靶向 IGF2BP3,调节代谢相关基因的 m6A 修饰水平发挥作用,为 HCC 治疗提供新方向。

  在全球范围内,肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma,HCC)犹如一颗高悬的 “健康炸弹”,严重威胁着人类生命健康。它是肝脏癌症的主要类型,发病率和死亡率都相当高,每年新增诊断病例超 90 万 。即便当前治疗手段多样,但晚期 HCC 主要依赖全身治疗,像酪氨酸酶抑制剂、免疫检查点抑制剂等,可耐药性和肿瘤异质性问题却让这些治疗效果大打折扣,患者的五年相对生存率还不到 20% 。正因如此,探寻源自植物的预测生物标志物和治疗策略,成为了改善 HCC 患者生存状况和预后的关键希望所在。
广西医科大学的研究人员勇挑重担,开展了一项意义重大的研究。他们聚焦于氯化两面针碱(Nitidine chloride,NC),这种从传统中药两面针的根或茎中提取的活性成分,此前已被发现具有一定的抗肿瘤活性,但它抗 HCC 的具体分子机制却一直模糊不清。研究人员猜测 NC 可能通过调节 N6- 甲基腺苷(m6A)修饰来抑制 HCC 进展,于是就此展开深入探索。最终,研究成果发表在了《Molecular Medicine》杂志上。
为了揭开 NC 抗 HCC 的神秘面纱,研究人员采用了多种先进技术。RNA 测序(RNA-seq)和甲基化 RNA 免疫沉淀测序(MeRIP-seq)用于探索 NC 抗 HCC 的潜在靶点和机制;通过实时定量聚合酶链反应(RT-qPCR)、蛋白质免疫印迹(WB)对相关基因和蛋白表达进行验证;运用分子对接、分子动力学(MD)模拟、表面等离子共振(SPR)等技术,确定 NC 与目标蛋白的相互作用;构建 HCC 细胞和斑马鱼异种移植模型,在体内外验证 NC 的抗 HCC 效果;还利用 RNA 稳定性实验确定下游靶基因。同时,研究人员收集了多个数据库中的数据,用于分析基因表达和预后价值。
研究结果如下:
  • NC 抑制 HCC 细胞增殖:体外实验显示,NC 对 Huh7 和 MHCC97-H 细胞的生长具有抑制作用,且呈时间和浓度依赖性。48 小时时,NC 对 Huh7 细胞的半数抑制浓度(IC50)为 4.240(3.865 - 4.651)μmol/L,对 MHCC97-H 细胞的 IC50为 0.4772(0.4217 - 0.5349)μmol/L。
  • NC 抑制 HCC 肿瘤生长、转移和血管生成:在斑马鱼异种移植瘤模型中,与溶剂对照组相比,NC 处理组的肿瘤荧光强度和荧光面积显著降低,表明 NC 能有效抑制 HCC 肿瘤生长;同时,NC 还能显著降低远端转移瘤的荧光强度和最远转移距离,抑制 HCC 细胞的转移;在研究肿瘤血管生成的实验中,NC 处理组的斑马鱼肠下血管生成明显减少。
  • NC 直接靶向并抑制 IGF2BP3 表达:RNA-seq 结果显示,NC 处理后,Huh7 细胞中 IGF2BP3 表达显著下调。RT-qPCR 和 WB 实验进一步验证了这一结果。分子对接和 MD 模拟表明,NC 与 IGF2BP3 能形成稳定的结合构象,且存在多个氢键。CCK8 实验发现,IGF2BP3 基因敲低(IGF2BP3-KD)的 HCC 细胞对 NC 的药物敏感性降低,SPR 分析也证实了 NC 与 IGF2BP3 具有很强的结合亲和力。
  • IGF2BP3 高表达与 HCC 患者不良预后相关:综合分析多个数据库的数据发现,HCC 组织中 IGF2BP3 mRNA 和蛋白表达均显著高于正常肝组织。而且,IGF2BP3 高表达与患者的总体生存、无复发生存、无进展生存和疾病特异性生存不良相关。
  • IGF2BP3 敲低抑制 HCC 细胞增殖、迁移和侵袭:通过慢病毒转染成功敲低 Huh7 和 MHCC97-H 细胞中 IGF2BP3 的表达后,与对照组相比,IGF2BP3-KD 组细胞的增殖和伤口愈合速率明显降低,迁移和侵袭能力也显著下降。
  • IGF2BP3 下游靶基因与代谢过程密切相关:MeRIP-seq 分析发现,NC 处理后,Huh7 细胞中差异 m6A 峰主要集中在 UTR3 区域。通过一系列交集分析,确定了 197 个潜在的下游靶基因,这些基因主要富集在多个代谢相关途径。进一步筛选得到 30 个潜在的代谢靶基因,Cox 回归分析表明,这些基因大多可能是 HCC 的危险因素。
  • 代谢评分与 HCC 患者临床病理表型和预后相关:基于 30 个代谢基因计算 HCC 患者的代谢评分,发现高代谢评分与患者较差的生存状态、T 分期、TNM 分期和组织学分级相关。高代谢评分组患者的总生存期明显短于低代谢评分组,且代谢评分是 HCC 患者的独立危险因素。
  • IGF2BP3 调节代谢基因的表达和稳定性:通过交集分析确定了 6 个可能受 IGF2BP3 调控的代谢相关基因,RNA 稳定性实验表明,IGF2BP3 敲低和 NC 处理均显著降低了 CKB、RRM2、NME1、PKM 和 UXS1 的 mRNA 稳定性。
综合来看,本研究证实了 NC 可通过靶向 IGF2BP3,以 m6A 依赖的方式调节代谢途径,从而发挥抗 HCC 作用,并确定了一系列代谢相关的靶基因。这不仅为深入理解 NC 抗 HCC 的机制提供了新视角,还为 HCC 的治疗提供了潜在的新靶点和新思路。不过,研究也存在一些有待完善的地方,比如缺乏 NC 直接结合 IGF2BP3 的更确凿证据,以及 IGF2BP3 是否通过 m6A 修饰调节下游基因也需要进一步验证,后续还需更多研究加以完善。 】
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