综述:尿石素:新兴的靶向去势抵抗性前列腺癌(CRPC)的天然化合物

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Biomedicine & Pharmacotherapy 6.9

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  本文聚焦去势抵抗性前列腺癌(CRPC),探讨尿石素的治疗潜力。尿石素是源自鞣花单宁的生物活性代谢物,能抑制雄激素受体(AR)信号、调节氧化应激、诱导细胞凋亡等,为 CRPC 治疗带来新希望,值得深入研究。

  

1. 引言


前列腺癌(PC)是全球重大健康问题,美国约有 330 万男性患病,2024 年超 34000 人因侵袭性 PC 死亡。目前,雄激素剥夺疗法(ADT)及第二代药物是晚期 PC 主要治疗手段,但 AR 剪接变体(AR-SVs)等因素导致 ADT 耐药,疾病进展,5 年生存率低,约 10 - 20% 的患者在初始 PC 治疗 5 年后会发展为 CRPC,其中 84% 在 2 年内发展为转移性 CRPC(mCRPC)。

尿石素是由鞣花单宁衍生的生物活性化合物,存在于石榴、浆果、坚果中,经肠道微生物代谢产生不同变体(A、B、C、D) 。它在肌肉健康、衰老、炎症、癌症等方面展现出治疗潜力,具有诱导凋亡、抑制增殖、调节炎症等多种抗癌机制,且被美国食品药品监督管理局(FDA)认定为一般公认安全(GRAS)物质,因此成为前列腺癌治疗的潜在选择。

2. 去势抵抗性前列腺癌


CRPC 的发展复杂,尽管 ADT 治疗,癌细胞中残留的 AR 信号仍驱动疾病进展,这与 AR 突变、过表达、AR-SVs 存在等因素有关。此外,AR 非依赖机制,如糖皮质激素受体(GR)过表达、神经内分泌分化(NED)、免疫介导抵抗等,也导致治疗失败和疾病进展。了解这些机制对开发新治疗策略至关重要。

2.1. 雄激素 / AR 非依赖机制


GR 在 ADT 耐药中起关键作用,它与 AR 有多个共同转录靶点,在某些情况下可结合雄激素反应元件(AREs)驱动 PC 细胞存活。AR 阴性的 CRPC 细胞系(PC3 和 DU145)GR 水平高,而 AR 阳性(LNCaP)细胞 GR 水平低。接受 ADT 治疗的患者 GR 水平升高。GR 还通过非基因组机制影响 PI3K、AKT 及 MAPK 激酶活性。尿石素可同时抑制 AR 和 pAKT/PI3K 信号通路,可能削弱 GR 补偿 AR 信号缺失的能力,从而克服 CRPC 耐药性。

神经内分泌前列腺癌(NEPC)是一种侵袭性 AR 非依赖 CRPC,预后差且对 ADT 等治疗耐药。它可由腺癌在长期 ADT 后转化而来,也可原发出现。NEPC 具有小细胞形态,表达神经内分泌标志物。前列腺腺癌细胞向神经内分泌样细胞的转化(NED)由多种因素驱动,AR 信号缺失会触发补偿途径促进 NED。PI3K/AKT/mTOR 通路等也驱动 NEPC 发展。尿石素 A 可抑制 AKT 磷酸化,抑制 PI3K/AKT/mTOR 通路,且甲基化的 UroA(mUroA)可增加 PTEN 水平,破坏 p53 和 MDM2 相互作用,为 NEPC 治疗提供可能。

2.2. CRPC 中的雄激素受体


雄激素信号通路对前列腺健康至关重要,雄激素与 AR 在细胞质中结合,导致 AR 二聚化并转移到细胞核,结合 AR 靶基因的 ARE,任何异常都可能导致 PC 发展。ADT 起初有效,但 AR 的改变,如点突变、过表达、AR-SVs 存在等,会导致耐药和疾病进展为 CRPC。AR-SVs,特别是 AR-V7,在 CRPC 发展中起关键作用,它缺乏配体结合域(LBD),可在无雄激素结合的情况下激活 AR 信号,促进肿瘤细胞增殖和存活,其在循环肿瘤细胞中的表达可作为治疗耐药的生物标志物。

AR 还与 SRC 原癌基因(Src)、PI3K 和前列腺特异性抗原(PSA)等基因相互作用,促进细胞增殖。激活的 AR 与 PSA 结合,调节胰岛素样生长因子 1(IGF-1)生物利用度,刺激细胞增殖。因此,靶向 CRPC 中的残留 AR 信号仍是可行的治疗选择。

3. 其他导致 CRPC 的机制


3.1. 氧化应激与前列腺癌


PC 中氧化应激增加,导致促氧化剂和抗氧化剂失衡,促进疾病发展。细胞内酶产生的活性氧(ROS)可造成 DNA 损伤,适量 ROS 对维持细胞稳态重要,但过量则有害。ADT 可诱导缺氧,通过 ROS 介导的缺氧诱导因子 1α(HIF-1α)增加 AR 转录活性。ROS 还影响剪接因子,促进 AR-SVs 表达。此外,氧化应激下 ROS 水平升高会影响 NF-κB 和核因子(红细胞衍生 2)样 2 因子(Nrf2)等分子靶点,导致恶性转化。在雄激素非依赖的 CRPC 中,p66hsc 激活 NOX 复合物,刺激超氧化物(O2.-)生成,与 AR 轴通路失调有关。抑制抗氧化蛋白硫氧还蛋白 - 1(Trx1)会增加 ROS 依赖的 AR 水平,而降低 ROS 水平可抑制 AR 表达。

3.2. CRPC 中的细胞凋亡


细胞凋亡是程序性细胞死亡过程,对正常细胞发育至关重要,在癌症中失调会导致疾病进展。PC 中,恶性进展与抗凋亡蛋白(如 Akt、Bcl-2/Bcl-XL、NF-κB、IGF、小窝蛋白)和促凋亡蛋白(包括 PTEN、p53、Bin1、TGF-β、Par-4)之间的复杂相互作用有关。PI3K/AKT 信号通路整合多种机制,与肿瘤转移和侵袭相关,抑制 AKT 激活和增强叉头盒 O3(FOXO3a)可诱导 PC 细胞凋亡,抑制疾病进展。鞣花酸(EA)可调节细胞凋亡,其产生的 UroA 在多种癌症中显示出促凋亡作用,对 CRPC 治疗有潜在应用价值。

3.3. CRPC 中的炎症机制


炎症是癌症的标志,可促进多种恶性肿瘤发展。感染、环境暴露、ROS 等因素导致炎症,长期炎症产生的 ROS、活性氮物种(RNS)、细胞因子、趋化因子和生长因子等可导致细胞增殖失控和基因组不稳定,促进肿瘤发生。慢性炎症与 PC 的多个肿瘤发生阶段相关,肿瘤微环境中的促炎分子有助于癌症发展。

慢性炎症细胞因子 IL-6 在 mCRPC 或 CRPC 中常升高,与肿瘤生存和化疗耐药相关,它可作为自分泌生长刺激因子激活 AR,增强雄激素生物合成。抑制蛋白激酶 A(PKA)、蛋白激酶 C(PKC)和 MAPK 通路可消除 IL-6 对 AR 活性的影响。炎症还通过激活 NF-κB 通路促进 PC 发展,NF-κB 激活影响 CRPC 对去势或化疗的耐药性。使用 NF-κB 和 AR 抑制剂联合治疗 CRPC 有积极效果。此外,AR 等类固醇受体可调节 NF-κB 反应,AR 对经典 NF-κB 有抑制作用,但可激活非经典 NF-κB 通路,促进转移性 PC 的雄激素非依赖发展。UroA 可通过抑制 NF-κB 和 AP-1 减少促炎介质(IL-6、TNFα)生成,减轻炎症。

4. FDA 批准的药物:益处、挑战和缺点


近年来,多种 PC 治疗药物获批,如 ADT 联合恩杂鲁胺、阿帕他胺、达罗他胺可延长无转移生存期和总生存期;卡巴他赛用于多西他赛治疗进展后的二线化疗;阿比特龙和恩杂鲁胺联合泼尼松为 CRPC 患者提供生存优势;镭 223 和镥 - PSMA-617 等放射性药物靶向骨转移;免疫疗法(sipuleucel-T)和聚 ADP - 核糖聚合酶(PARP)抑制剂(奥拉帕利和卢卡帕利)对 mCRPC 有效;帕博利珠单抗对特定 PC 患者有效。

然而,这些治疗方法都无法治愈 CRPC,尤其是存在 AR-SVs 的情况。所有 FDA 批准的药物都面临耐药性、副作用、生物利用度、剂量确定和治疗决策复杂等挑战。因此,需要探索替代疗法,如天然化合物。

5. 靶向 CRPC 的天然化合物


天然化合物和饮食干预对前列腺健康和癌症管理有潜在益处。绿茶中的表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、姜黄中的姜黄素、葡萄中的白藜芦醇、鱼油和亚麻籽中的 omega-3 脂肪酸等都具有抗氧化和抗炎特性,可能对 PC 有效。石榴中的鞣花酸(EA)和 punicalagin 等化合物也可能有助于减缓前列腺癌进展。

5.1. 尿石素


尿石素是富含 EA 或鞣花单宁(ET)食物中的多酚经肠道微生物转化产生的次级代谢物,包括 UroA、UroB、UroC、UroD 等变体,其中 UroA 和 UroB 是肠道主要代谢物,UroA 生物活性最强。UroA 生物利用度高,稳定性好,能调节癌症相关炎症微环境,在多种癌症中显示出抗癌特性。

在细胞培养研究中,尿石素 A 和 B 在乳腺癌细胞中具有抗雌激素和抗芳香化酶活性;UroA 可抑制结直肠癌中 Wnt 信号通路,上调自噬过程;还能抑制 AR 和 AKT 信号通路,抑制胰腺癌细胞的运动和侵袭潜力;尿石素类似物 ASR-600 可抑制 AR 和 AR-V7,抑制 CRPC 细胞生长。与传统疗法不同,UroA 可特异性诱导癌细胞凋亡,对化疗耐药癌细胞也有效。但高浓度 UroA 可能有潜在副作用,如在体外高浓度下可增加人类外周淋巴细胞微核细胞数量,还可能影响内分泌系统。目前的药代动力学模型表明,体内 UroA 生物利用度远低于体外毒性浓度,但仍需谨慎用药。

5.2. 尿石素的临床试验


多项临床试验对尿石素进行了研究。Mitopure(一种 UroA 补充剂)的临床试验表明,它可改善中年和老年成人的肌肉力量和线粒体效率,部分试验还显示其可提高肌肉耐力和健康血浆生物标志物水平,且无不良事件报告。UroA 局部应用于 UVB 介导的光损伤试验中,可影响皮肤老化相关生物途径和皮肤屏障功能,副作用轻微。涉及含尿石素植物提取物的临床试验也取得了积极成果,如石榴和核桃提取物可影响肠道健康和肠道菌群,一种草药溶液可治疗尿石症,石榴果实提取物可增加有益微生物群。

5.3. 尿石素在前列腺癌管理中的作用


近期研究探索了尿石素在管理 CRPC 中的潜力,UroA 在治疗 PC 方面具有多模式疗效。

UroA 可通过中断 AR 与 ARE 的结合或抑制 PSA 启动子激活,降低 AR 和 PSA 的转录激活,抑制 AR 阳性 CRPC 细胞生长,诱导细胞凋亡,且在体内异种移植研究中得到验证。UroA 与抗雄激素药物联合使用效果更佳,还可同时抑制 AR 和 pAKT 信号通路,预防 CRPC。UroA 类似物 ASR600 可在纳摩尔浓度下阻断 AR 和 AR-V7,抑制 AR 信号。

尿石素具有抗氧化作用,可降低 ROS 生成和丙二醛(MDA)水平,增强超氧化物歧化酶(SOD)活性,在多种癌细胞中发挥抗氧化作用。但尿石素的作用具有细胞类型和环境依赖性,在前列腺癌中,它可能通过增加氧化应激,影响癌细胞稳态,抑制癌细胞增殖和进展。

石榴汁中的 UroA 可通过死亡受体信号和线粒体损伤途径诱导 PC 细胞凋亡,UroA 还可靶向 PI3K/AKT 和 AR 信号通路,抑制细胞增殖,促进凋亡。mUroA 可诱导 caspase 依赖的凋亡、线粒体去极化,降低 Bcl-2/Bax 比值,抑制 miR-21 表达,增加 PTEN 和 Pdcd4 蛋白水平,抑制下游 AKT 和 Wnt/β-catenin 信号通路。EA 也可促进凋亡,调节细胞周期相关蛋白。UroA 还可通过破坏 p53 和 MDM2 相互作用,激活 p53 及其靶蛋白,诱导细胞凋亡,同时可改变细胞周期,使细胞在 G1 期积累,减少在 G2 和 S 期的细胞数量。

在癌症发生早期,慢性炎症促进肿瘤发展,UroA 可通过抑制 AKT 和 p70S6K 磷酸化,减少浸润的免疫抑制细胞群体,抑制炎症反应,提高小鼠生存率。UroA 还可抑制 LPS 诱导的炎症反应,降低促炎因子 TNF-α 水平,诱导抗炎因子 IL-10 和 TGF-β1 生成,抑制 NF-κB、AP-1 等信号通路,阻止 NF-κB 核转位。UroA 对芳烃受体(AhR)具有双重调节作用,可作为 AhR 拮抗剂或配体,破坏肿瘤细胞的免疫逃逸机制,为 CRPC 治疗提供可能。

6. 结论和展望


CRPC 的进展,尤其是由 AR-SVs 驱动的进展,给临床治疗带来巨大挑战。传统 ADT 难以应对疾病的侵袭性,CRPC 可通过多种途径绕过 AR 信号依赖,持续增殖。尿石素作为有前景的天然治疗药物,可抑制 AR 依赖和非依赖途径,清除 ROS,调节炎症细胞因子,为 CRPC 治疗带来希望。

然而,尿石素存在局限性,未来研究应聚焦于优化其生物利用度,开展更多 CRPC 患者的临床试验,验证其安全性、最佳剂量和有效性。探索尿石素与其他靶向药物的联合应用,可能产生协同效应,显著改善 CRPC 患者的治疗效果,这是一个值得深入研究的方向。

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