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胃癌(Gastric adenocarcinoma,GAC)死亡率高,现有疗法受限。研究人员探究尿石素 A(UA)、B(UB)和甲基 UA(mUA)对 GAC 细胞的抗癌作用。结果显示,尿石素可靶向 MET 发挥抗癌效果,为 GAC 治疗提供新策略。
在全球范围内,癌症始终是威胁人类健康的 “头号杀手”。其中,胃癌(Gastric adenocarcinoma,GAC)的身影格外 “刺眼”,它不仅是全球最常见的癌症之一,更是癌症相关死亡的 “主力军”。即便现代医学在早期检测和综合治疗方面取得了一些进步,可晚期胃癌患者的生存状况依旧不容乐观,他们的生存期常常不足一年。
传统的化疗、放疗和免疫疗法虽有一定疗效,但在实际应用中却 “状况百出”。化疗药物容易让癌细胞产生耐药性,就像给癌细胞穿上了一层 “铠甲”,让药物失效;放疗和免疫疗法也伴随着难以忍受的副作用,给患者的身体带来沉重负担,而且目前还缺乏可靠的生物标志物来对患者进行精准分层治疗,导致治疗效果大打折扣。因此,寻找新的抗癌药物和关键分子靶点迫在眉睫,这就像是在黑暗中寻找一盏明灯,为胃癌患者带来新的希望。
在这样的背景下,来自伊朗费尔多西大学(Ferdowsi University of Mashhad)的研究人员挺身而出,开启了一场意义非凡的科研之旅。他们将目光聚焦在尿石素(Urolithins)和肝细胞生长因子受体(Hepatocyte growth factor receptor,MET)上,试图揭开它们与胃癌之间的神秘联系。研究结果令人振奋,该研究表明尿石素或许可以通过与 MET 的稳定且有利的相互作用,抑制 MET 的磷酸化,从而发挥抗癌作用。这一发现就像一把钥匙,为胃癌治疗打开了新的大门,有望成为改善胃癌治疗效果的新策略。该研究成果发表在《Discover Oncology》杂志上。
为了开展这项研究,研究人员运用了多种关键技术方法。首先是生物信息学分析,通过 SwissTargetPrediction、GeneCards 等数据库预测尿石素和 GAC 的相关靶点,并构建蛋白 - 蛋白相互作用(PPI)网络,深入挖掘其中的关键信息;接着利用 GEO 数据库筛选合适的基因表达数据集,分析 MET 在不同细胞系中的表达情况;同时,运用 ADMETlab 2.0、Deep - PK 和 SwissADME 等在线工具评估尿石素的药代动力学和类药性质。在实验方面,研究人员合成了尿石素,通过 alamarBlue 法检测细胞活力,用流式细胞术检测细胞凋亡,还进行了分子对接和分子动力学模拟,探究尿石素与 MET 的结合特性。
下面来详细看看研究结果:
- 筛选候选靶点与构建 PPI 网络:研究人员从 GeneCards 数据库筛选出 1013 个与 GAC 相关的潜在靶点,结合从 SwissTargetPrediction 数据库获得的尿石素靶点,经分析得到 19 个重叠靶点,并构建 PPI 网络。通过 CytoHubba 插件确定了包括 MET 在内的 7 个关键枢纽基因。这一步就像是在茫茫大海中找到了关键的 “岛屿”,为后续研究指明了方向。
- GO 和 KEGG 通路分析:对枢纽基因进行 GO 和 KEGG 通路富集分析后发现,这些基因参与了众多重要的生物过程和信号通路。例如在生物过程(BP)中,“Positive regulatory of kinase activity”( p=1.25E?09 ,基因计数:7)最为显著;在 KEGG 通路中,“Focal adhesion”( p=2.35E?13 ,基因计数:7)等通路显著富集。这表明这些枢纽基因在 GAC 的发生发展过程中扮演着至关重要的角色。
- MET 在细胞系中的表达:从 GEO 数据库选取 MKN - 45 细胞和 MG - 63 细胞的表达谱,经分析发现,MET 在 MKN - 45 细胞中显著上调,而在 MG - 63 细胞中下调。这一差异为后续研究尿石素对不同细胞的作用提供了重要线索。
- MET 表达验证与生存分析:利用 GEPIA2.0、UALCAN 和 HPA 等工具进一步研究发现,MET 在 GAC 患者样本中高表达,且其表达水平与患者的总体生存情况密切相关。这意味着 MET 不仅是一个重要的生物学指标,还可能成为预测患者预后的关键因素。
- 尿石素的理化性质、类药性质和药代动力学:分析显示,尿石素具有良好的亲脂性、合理的水溶性,满足类药性质标准,具有肠道吸收能力,分布适中且无明显毒性。这些特性使得尿石素成为潜在的抗癌药物 “潜力股”。
- 尿石素对不同细胞的毒性作用:alamarBlue 法检测结果表明,尿石素对 MKN - 45 细胞的毒性作用明显强于 MG - 63 细胞和正常的 HFF - 3 细胞,且呈剂量和时间依赖性。这说明尿石素对癌细胞具有一定的选择性杀伤作用,为其抗癌应用提供了有力证据。
- UA 诱导 MKN - 45 细胞凋亡:经流式细胞术检测,100 μM UA 处理 MKN - 45 细胞 72 h 后,细胞凋亡率显著增加。这进一步证实了尿石素的抗癌效果,且揭示了其可能的作用机制之一是诱导癌细胞凋亡。
- UA 和 UB 与 MET 的相互作用:分子对接研究发现,UA 和 UB 均能与 MET 的活性位点结合,且结合亲和力与对照抑制剂舒尼替尼(Sunitinib)相当。分子动力学模拟也证实了 UA - MET 复合物的构象灵活性和结合稳定性。这表明尿石素可能通过与 MET 的相互作用,抑制其激酶活性,进而发挥抗癌作用。
综合研究结论和讨论部分,该研究首次揭示了尿石素对 GAC 细胞的毒性作用可能是通过与 MET 的相互作用介导的。这一发现意义重大,为将天然尿石素开发为靶向 MET 治疗 GAC 的药物提供了理论依据,为胃癌治疗开辟了新的方向。不过,研究也存在一定的局限性,比如还需要对正常胃上皮细胞进行更多分析,开展 MET 敲低和 / 或过表达的功能实验等,以便更全面地验证尿石素的疗效。但无论如何,这项研究已经为后续的科研工作奠定了坚实的基础,相信在未来,随着研究的不断深入,尿石素有望成为胃癌治疗领域的一颗 “明星” 药物,为无数患者带来生的希望。