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为解决非小细胞肺癌(NSCLC)治疗难题,研究人员开展了关于 Polyphyllin I(PPI)抗肿瘤特性的研究。结果发现 PPI 可诱导 NSCLC 细胞铁死亡并抑制其增殖,还能增强抗肿瘤免疫。该研究为肺癌治疗提供了新方向。
肺癌,如今已成为全球癌症相关死亡的首要原因,其中非小细胞肺癌(NSCLC)占比高达 80 - 85%。多数患者确诊时已处于晚期,现有手术、化疗、放疗等治疗手段,效果却不尽人意,患者五年生存率较低。传统中药在肿瘤治疗方面展现出独特优势,Polyphyllin I(PPI)作为从中药重楼中提取的活性成分,已被证实对多种癌症具有抗肿瘤活性。在此背景下,为探寻更有效的 NSCLC 治疗策略,广东省中医院等机构的研究人员开展了 PPI 在 NSCLC 治疗中的相关研究,该研究成果发表于《Biomedicine》 。
研究人员主要运用了细胞实验技术、分子生物学技术、动物模型构建技术和免疫检测技术。在细胞实验技术方面,采用 CCK - 8 法、EdU 法和集落形成实验检测细胞增殖;运用流式细胞术检测细胞内脂质过氧化物和 Fe2 +浓度。分子生物学技术上,通过蛋白质免疫印迹(Western blotting)检测相关蛋白表达水平,利用分子对接探究 PPI 与 EZH2 的结合情况。动物模型构建技术上,构建 NSCLC 荷瘤小鼠模型观察 PPI 体内抗肿瘤效果。免疫检测技术方面,运用免疫荧光检测肿瘤组织中 CD8+T 细胞浸润情况 。
研究结果
- PPI 抑制 NSCLC 细胞体外生长:显微镜观察发现,PPI 处理后的细胞数量减少且形态收缩。CCK - 8 实验表明,PPI 以剂量和时间依赖的方式抑制 A549 和 PC9 细胞活力。集落形成实验和 EdU 实验进一步证实,PPI 显著抑制 NSCLC 细胞的生长和增殖。
- PPI 诱导 NSCLC 细胞铁死亡
- PPI 诱导铁死亡的证据:PPI 与铁死亡抑制剂 Liproxstatin - 1 联合处理细胞后,细胞活性增加,说明 PPI 可能诱导 NSCLC 细胞发生铁死亡。此外,PPI 处理后,细胞内脂质过氧化物水平升高,氧化型谷胱甘肽(GSH)与总谷胱甘肽以及 GSH / 氧化型谷胱甘肽(GSSG)比值显著下调,Fe2 +浓度增加,铁死亡相关蛋白 NCOA4 和 Ferritin 也发生显著变化。
- PPI 通过铁自噬诱导铁死亡:PPI 处理使 A549 和 PC9 细胞中 NCOA4 蛋白水平上调,Ferritin 蛋白水平下调,推测其可能通过诱导铁自噬引发铁死亡。实验发现,自噬抑制剂氯喹可显著挽救 PPI 导致的细胞活性下降,还能逆转 PPI 处理引起的细胞内脂质过氧化物上调、Ferritin 重链 FTH1 下调和 NCOA4 蛋白上调。
- EZH2 在 PPI 诱导铁死亡中的作用:EZH2 是调控肿瘤发生发展的重要上游蛋白,与铁死亡相关。研究显示,PPI 下调 NSCLC 细胞中 EZH2 的蛋白和 mRNA 水平。分子对接证实 PPI 与 EZH2 存在直接结合作用。过表达 EZH2 可逆转 PPI 对 NSCLC 细胞的抑制作用,以及 PPI 诱导的脂质过氧化、Fe2 +水平升高和铁死亡相关蛋白的变化 。
- PPI 抑制体内 NSCLC 并促进抗肿瘤免疫:构建小鼠肺癌模型发现,PPI 处理组(高剂量和低剂量)肿瘤生长显著受抑制。PPI 处理后,小鼠肿瘤组织中 NCOA4 蛋白水平升高,Ferritin 蛋白水平降低,表明发生了铁自噬。PPI 处理 A549 细胞后,上清液中 HMGB - 1 水平升高,且该变化可被铁死亡抑制剂逆转,说明 PPI 诱导 NSCLC 细胞铁死亡并释放 HMGB - 1。此外,PPI 处理的小鼠血液中 CD8+T 细胞增加,肿瘤组织中 CD8+T 细胞浸润显著增多 。
研究结论与讨论
研究表明,PPI 显著抑制 NSCLC 细胞增殖并诱导其发生铁死亡。具体而言,PPI 可能通过增强 NCOA4 介导的 Ferritin 自噬降解诱导铁死亡,而 EZH2 下调在这一过程中起关键作用。同时,PPI 可增强体内抗肿瘤免疫,促进 CD8+T 细胞浸润到肿瘤组织。这一研究揭示了 PPI 在 NSCLC 治疗中的重要作用,为 NSCLC 的治疗提供了新的潜在药物和作用机制,有望为临床治疗带来新的突破。然而,EZH2 影响 PPI 疗效的具体机制仍有待进一步研究明确,这也为后续研究指明了方向 。