5-FU、TQ 和 CQ10 三联疗法对结肠癌细胞的协同抗癌作用:代谢与氧化还原调控新突破

【字体: 时间:2025年03月17日 来源:Journal of the Egyptian National Cancer Institute 2.1

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  为解决结直肠癌(CRC)化疗耐药问题,研究人员开展 5 - 氟尿嘧啶(5-FU)、胸腺醌(TQ)和辅酶 Q10(CQ10)单独及联合使用对 CRC 细胞作用的研究。结果显示,三联疗法抗癌效果最佳,该研究为 CRC 治疗提供新方向。

  在全球范围内,结直肠癌(CRC)是严重威胁人类健康的重大疾病,它是第三大常见恶性肿瘤,也是癌症相关死亡的第四大原因。当前,针对 CRC 的主要化疗药物 5 - 氟尿嘧啶(5-FU)存在明显缺陷。一方面,癌细胞会通过多种机制产生耐药性,比如增强抗氧化防御系统、进行代谢重编程转向有氧糖酵解(即 Warburg 效应),以及过度激活磷脂酰肌醇 - 3 - 激酶(PI3K)/ 蛋白激酶 B(AKT)/ 哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)通路等。另一方面,5-FU 还会受到肿瘤微环境的影响,导致其摄取和细胞毒性降低。因此,寻找更有效的治疗方案迫在眉睫。
Umm Al-Qura 大学的研究人员针对这一难题,开展了一项极具意义的研究。他们聚焦于 5-FU、胸腺醌(TQ)和辅酶 Q10(CQ10)单独使用以及联合使用对人 CRC 细胞系的影响。研究发现,TQ 在 CRC 治疗中展现出比 CQ10 更优的抗癌效果,无论是单独使用还是与 5-FU 联合使用都是如此。更为重要的是,5-FU/TQ/CQ10 三联疗法在所有测试的细胞系中都表现出最为强大的抗癌活性,它能够显著诱导癌细胞凋亡,有效抑制致癌分子的表达,同时高度上调肿瘤抑制因子的表达。这一研究成果为 CRC 的治疗开辟了新的方向,为开发更有效的治疗策略提供了重要依据,相关论文发表在《Journal of the Egyptian National Cancer Institute》上。

在研究过程中,研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先,通过细胞培养技术获取人 HT29、SW480 和 SW620 结肠癌细胞并进行处理;然后,利用流式细胞术来评估细胞周期进程和细胞凋亡情况;采用定量逆转录聚合酶链反应(qRT-PCR)和蛋白质免疫印迹(Western blot)技术,分析相关基因和蛋白的表达水平;借助酶联免疫吸附测定(ELISA)法定量检测氧化应激标记物和抗氧化剂水平 。

研究结果如下:

  1. 细胞周期和细胞周期调节分子表达的影响:不同治疗方案对不同细胞系的细胞周期影响各异。例如,5-FU 单药治疗使 HT29 细胞在 S 期的数量明显增加,而 TQ 和 CQ10 单药治疗则导致细胞周期阻滞在 G2/M 期。同时,5-FU 和 TQ 单药治疗能显著抑制 CCND1 和 CCND3 基因及蛋白表达,上调 p21 和 p27 表达,三联疗法在所有细胞系中对这些分子的调节作用最为显著。
  2. 对细胞凋亡和细胞存活及死亡标记物表达的影响:5-FU 和 TQ 单药治疗均能显著减少所有测试细胞系中的活细胞数量,且 TQ 在 SW480 和 SW620 细胞系中的效果更优。所有双药治疗方案都增加了非活细胞的比例,其中 TF 方案在所有细胞系中诱导的凋亡作用最强。三联疗法在所有细胞系中诱导的晚期凋亡和细胞死亡增加最为显著。
  3. PI3K/AKT/mTOR 致癌通路的基因和蛋白表达:在单药治疗中,只有 TQ 能显著降低 PI3K、AKT、mTOR、RAPTOR 和 RICTOR 基因表达,并增加 PTEN mRNA 表达。所有双药治疗进一步下调相关基因和蛋白表达,三联疗法的调节作用最强。
  4. 糖酵解调节分子的基因和蛋白表达:TQ 单药治疗可显著降低 HIF1α、LDHA 和 PDHK1 的表达,同时增加 PDH 酶的表达。所有联合治疗方案进一步调节这些分子的表达,三联疗法的调节效果最为显著。
  5. 抗氧化剂和氧化应激标记物水平:5-FU 和 CQ 单药治疗均显著提高氧化应激标记物和抗氧化剂水平,TQ 在不同细胞系中的表现有所差异。所有双药治疗使氧化应激标记物增加,抗氧化剂减少,三联疗法对这些指标的调节作用最强。

研究结论和讨论部分指出,CQ10 单药治疗在所有测试细胞系中抗癌效果最弱,可能与其强大的抗氧化活性有关。TQ 单药治疗在 SW480 和 SW620 细胞中比 5-FU 具有更强的促凋亡活性。所有双药治疗组均显示出更高的肿瘤抑制因子和促凋亡标记物表达,以及更强的 PI3K/AKT/mTOR 通路抑制作用,其中 5-FU/TQ 组合表现更优。三联疗法在所有细胞系中展现出最佳的杀瘤效果,其机制可能涉及减轻缺氧、促进氧化糖酵解和增强 ROS 介导的细胞凋亡等多个方面。不过,该研究也存在一定局限性,如药物浓度为体外 IC50值,与临床实际浓度可能存在差异,且未对 CQ10 的不同氧化还原形式进行定量分析等。未来还需要进一步研究来验证三联疗法在 CRC 治疗中的疗效和安全性,探索其在体内的作用机制,为临床应用提供更坚实的理论基础 。
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