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结直肠癌（CRC）治疗面临难题，奥沙利铂（Ox）易产生耐药性。研究人员探究异土木香内酯（IAL）对 CRC 细胞的抗癌作用。结果显示 IAL 可诱导细胞凋亡，抑制增殖。这为 CRC 治疗提供新思路，有望成为新疗法。
在癌症的世界里，结直肠癌（Colorectal Cancer，CRC）就像一个难以攻克的 “堡垒”，严重威胁着人类的健康。据国际癌症研究机构（IARC）报告，2022 年有超九十万人因 CRC 失去生命，其死亡率高达 9.3%，仅次于肺癌 。当前，CRC 的治疗手段多样，包括手术、化疗、放疗及联合治疗等，但对于转移性 CRC，手术往往无能为力，化疗又面临诸多困境。
奥沙利铂（Oxaliplatin，Ox）作为第三代铂类抗癌药物，虽在临床应用广泛，可用于治疗对铂或卡铂耐药的癌症，且副作用相对较少，但依旧存在明显短板。它的治疗效果不如顺铂，还会引发骨髓抑制、呕吐、腹泻、周围神经病变等严重副作用。更棘手的是，癌细胞容易对其产生耐药性，这使得寻找更有效的抗癌疗法迫在眉睫。
在此背景下，来自韩国木浦国立大学（Mokpo National University）、大邱天主教大学（Daegu Catholic University）等机构的研究人员开展了一项意义重大的研究。他们将目光聚焦在异土木香内酯（Isoalantolactone，IAL）上，探究其对人 CRC 细胞 HCT116 及奥沙利铂耐药的 HCT116（HCT116-OxR）细胞的抗癌效果。研究成果发表在《Scientific Reports》上，为 CRC 的治疗带来了新的曙光。
研究人员采用了多种关键技术方法。通过 MTT 法检测细胞活力，评估 IAL 对细胞增殖的影响；利用集落形成实验观察 IAL 对细胞锚定非依赖性生长的作用；运用蛋白质免疫印迹法（Western blot analysis）测定相关蛋白水平，探究细胞内信号通路的变化；借助流式细胞术分析细胞凋亡、细胞周期分布、活性氧（Reactive Oxygen Species，ROS）生成、线粒体膜电位（Mitochondrial Membrane Potential，MMP）以及半胱天冬酶激活情况。
IAL 抑制 CRC 细胞生长
MTT 实验表明，IAL 能以时间和浓度依赖的方式降低 HCT116 和 HCT116-OxR 细胞活力，48 小时孵育后的 IC50值均低于 10μM，且对正常细胞 HEKa 活力无明显影响，说明 IAL 的细胞毒性具有癌症特异性。集落形成实验显示，IAL 可使 HCT116 和 HCT116-OxR 细胞的集落数量和大小呈浓度依赖性下降，而奥沙利铂仅能抑制 HCT116 细胞集落生长，对 HCT116-OxR 细胞无效，这进一步证实 IAL 在 CRC 细胞中具有抗增殖活性 。
IAL 通过激活 JNK 和 p38 MAPK 诱导 CRC 细胞凋亡
流式细胞术分析发现，随着 IAL 浓度增加，HCT116 和 HCT116-OxR 细胞的凋亡比例显著上升。Western blot 分析显示，IAL 处理后，JNK 和 p38 丝裂原活化蛋白激酶（Mitogen-Activated Protein Kinase，MAPK）的磷酸化水平升高，而总蛋白水平不变。用 JNK 抑制剂 SP600125 或 p38 抑制剂 SB203580 预处理细胞后，IAL 的抗增殖作用被显著抑制，表明 IAL 通过激活 JNK 和 p38 MAPK 诱导 CRC 细胞凋亡。
IAL 刺激 ROS 生成诱导 CRC 细胞凋亡
检测发现，IAL 处理后，HCT116 和 HCT116-OxR 细胞内 ROS 水平明显上升。用 ROS 清除剂 N - 乙酰半胱氨酸（N-acetylcysteine，NAC）预处理细胞后，细胞活力显著恢复，同时 JNK 和 p38 MAPK 的磷酸化水平、半胱天冬酶 - 3（caspase-3）激活及聚（ADP - 核糖）聚合酶（Poly (ADP - ribose) Polymerase，PARP）裂解均被抑制，说明 ROS 生成在 IAL 诱导的 CRC 细胞凋亡中起关键作用，且 ROS 生成先于 JNK 和 p38 MAPK 信号激活。
IAL 诱导 CRC 细胞周期阻滞于 G2/M 期
流式细胞术分析细胞周期发现，IAL 处理后，HCT116 和 HCT116-OxR 细胞在亚 G1 期的比例增加，G2/M 期细胞增多，G1 和 S 期细胞减少。Western blot 分析显示，IAL 处理使细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂 p21 和 p27 水平上升，细胞周期蛋白 B1（cyclin B1）和细胞分裂周期蛋白 2（cdc2）水平下降，表明 IAL 通过调节相关蛋白诱导细胞周期阻滞于 G2/M 期，从而发挥抗增殖作用。
IAL 破坏 CRC 细胞的 MMP
利用 JC-1 染色和流式细胞术检测发现，IAL 处理后，CRC 细胞中 JC-1 绿色荧光增加，红色荧光减少，线粒体功能障碍细胞比例上升，说明 IAL 导致线粒体膜去极化。Western blot 分析还发现，IAL 处理使 Bcl-2 家族蛋白平衡改变，促凋亡蛋白 Bim、Bad、Bax 水平上升，抗凋亡蛋白 Mcl-1、BID、Bcl-xL、Bcl-2 水平下降，同时细胞色素 c（cyt c）从线粒体释放到细胞质，激活 Apaf-1 和 caspase-3，引发 PARP 裂解，表明 IAL 通过破坏 MMP 诱导 CRC 细胞凋亡。
IAL 激活半胱天冬酶诱导 CRC 细胞凋亡
使用 Muse? MultiCaspase Kit 进行流式细胞术检测，结果显示 IAL 处理后，HCT116 和 HCT116-OxR 细胞中激活的半胱天冬酶比例增加。用泛半胱天冬酶抑制剂 Z-VAD-FMK 预处理细胞后，IAL 处理的细胞活力显著提高，证明半胱天冬酶激活在 IAL 诱导的 CRC 细胞凋亡中起介导作用。
综上所述，该研究表明 IAL 可通过生成 ROS、激活 JNK 和 p38 MAPK，导致 MMP 失调、cyt c 释放和半胱天冬酶激活，从而诱导 HCT116 和 HCT116-OxR 细胞凋亡，抑制细胞增殖。IAL 对奥沙利铂耐药的 CRC 细胞也有显著作用，这为治疗奥沙利铂耐药的 CRC 提供了新的潜在策略。不过，该研究仅在 HCT116 细胞系中进行，未来还需在多种 CRC 细胞系，如 EGFR 过表达 / 激活或 kRAS 突变的细胞系中进一步验证 IAL 的治疗潜力，并通过体内异种移植模型研究进一步明确其抗癌活性，为将 IAL 开发成有效的 CRC 治疗药物奠定基础。
