编辑推荐：
多药耐药（MDR）是癌症治疗的重大阻碍。研究人员针对此，开展 2′,6′- 二羟基 - 3′,4′- 二甲氧基二氢查尔酮（DDC）的研究。结果发现 DDC 可抑制 ABC 转运蛋白和 STAT3 信号通路，增强化疗效果。这为克服 MDR 提供了新策略。
在癌症治疗的战场上，多药耐药（MDR）就像一座难以攻克的坚固堡垒，严重阻碍着化疗的成功。MDR 的产生机制复杂多样，其中 ATP 结合盒（ABC）转运蛋白的过度表达是关键因素之一。这些转运蛋白如同一个个 “药物泵”，会将化疗药物不断泵出细胞，导致细胞内药物浓度降低，化疗效果大打折扣。除了 ABC 转运蛋白，还有诸如凋亡信号抑制、氧化应激抗性增强等多种机制共同作用，使得癌症治疗愈发困难。目前，针对 MDR 的靶向治疗尚未成功开发，寻找有效的 MDR 逆转剂迫在眉睫。
在这样的背景下，中国医学大学的研究人员挺身而出，开展了一项极具意义的研究。他们将目光聚焦于从菲岛福木（Fissistigma cupreonitens）中提取的 2′,6′- 二羟基 - 3′,4′- 二甲氧基二氢查尔酮（DDC），致力于探究其在克服 MDR 方面的潜力。研究结果令人振奋，DDC 展现出强大的 MDR 逆转能力，有望成为战胜癌症多药耐药的新希望。该研究成果发表在《Biomedicine 》上，为癌症治疗领域带来了新的曙光。
研究人员为开展此项研究，运用了多种关键技术方法。在细胞实验方面，使用了多种细胞系，包括稳定表达 ABC 转运蛋白的细胞系以及耐药和敏感的癌细胞系。通过 SRB 细胞毒性试验评估药物组合效果；利用流式细胞术进行凋亡分析和细胞周期分析；采用实时定量 PCR 检测基因表达；运用免疫印迹试验分析蛋白表达情况。在分子机制研究上，借助分子对接和蛋白质 - 配体相互作用分析探究 DDC 与靶蛋白的结合模式，还进行了 ATPase 活性检测等。此外，构建斑马鱼异种移植模型，在活体动物水平评估 DDC 的疗效。
3.1 DDC 选择性增敏 MDR 癌细胞对化疗药物的敏感性
研究人员首先对从菲岛福木中提取的一系列黄酮类化合物进行预筛选，确定了 DDC 为潜在的 MDR 逆转剂。通过测定不同细胞系中 DDC 的细胞毒性 IC50值，发现其在耐药细胞系中的活性与敏感细胞系有所差异。后续实验选择 60 μM 及以下浓度以减少细胞毒性。实验表明，DDC 可显著降低 MDR KB/VIN 细胞对多种化疗药物的耐药性，在敏感的 HeLa - KB 细胞中却无明显作用。凋亡实验和细胞周期分析进一步证实，DDC 能在 MDR 细胞中增强化疗药物诱导的凋亡和细胞周期阻滞，但对敏感细胞无显著影响。协同分析显示，DDC 与化疗药物联合使用在 MDR KB/VIN 细胞中具有协同效应。
3.2 DDC 通过非竞争性抑制 P - gp 逆转 MDR 且不改变其表达
为探究 DDC 的作用机制，研究人员进行了一系列实验。钙黄绿素积累实验表明，DDC 能显著增加细胞内钙黄绿素荧光，抑制 P - gp 功能，且呈浓度依赖性，同时不影响 ABCB1 基因和 P - gp 蛋白的表达。使用荧光 P - gp 底物的外排实验显示，DDC 可显著抑制 P - gp 介导的罗丹明 123 和阿霉素外排。双倒数 Lineweaver–Burk 分析表明，DDC 遵循非竞争性抑制模型，通过降低最大外排速率（Vm）来抑制 P - gp 功能。此外，DDC 能有效逆转 P - gp 介导的 MDR，在 P - gp 过表达的细胞系中表现出显著的增敏作用，而在亲本细胞系中作用不明显。
3.3 DDC 是非竞争性 P - gp ATP 酶抑制剂且不是底物
通过计算机模拟分子对接，研究人员发现 DDC 与 P - gp 的结合位点不同于底物结合口袋，与关键残基相互作用并形成氢键，结合能比维拉帕米更低，表明其与 P - gp 的结合亲和力更强。P - gp ATP 酶实验显示，DDC 可显著降低 ATP 酶活性，与维拉帕米共同处理时，ATP 消耗进一步减少。MDR1 位移实验证实，DDC 不是 P - gp 的底物，其抑制 P - gp 外排作用并非通过被主动转运实现。
3.4 DDC 有效抑制 BCRP 和 MRP1 外排转运体
除 P - gp 外，研究人员还考察了 DDC 对 BCRP 和 MRP1 的抑制作用。底物积累实验表明，DDC 能浓度依赖性地增加 ABCG2 过表达细胞内 Hoechst 33342 荧光，抑制 BCRP 介导的药物外排；也能增加 ABCC1 过表达细胞内钙黄绿素荧光，抑制 MRP1 介导的底物外排。分子对接分析显示，DDC 与 BCRP、MRP1 的结合位点均不同于已知抑制剂，通过独特的相互作用方式稳定在结合口袋内，且与它们具有较强的结合亲和力。
3.5 DDC 减轻 MDR 癌细胞中 STAT3 磷酸化并增强氧化应激
STAT3 是与耐药相关的关键上游调节因子。研究发现，DDC 能显著降低 MDR 癌细胞中 STAT3 的磷酸化水平，分子对接显示其与 STAT3 的 SH2 结构域结合，与已知 STAT3 抑制剂 stattic 的结合位点部分重叠。单独使用 DDC 在测试浓度下不会诱导亲本或 MDR 细胞发生明显凋亡或 Sub - G1 积累，表明其单独使用时细胞毒性较低。
3.6 DDC 选择性诱导 ROS 积累并使 MDR 三阴性乳腺癌细胞对化疗重新敏感
由于 STAT3 激活与 ROS 清除相关，研究人员检测了 DDC 对 MDR 细胞内 ROS 水平的影响。结果显示，DDC 能显著增加耐药细胞中的 ROS 积累，在三阴性乳腺癌细胞中，对耐药的 MDA/DOC 细胞具有选择性增敏作用，与化疗药物联合使用时，N - 乙酰半胱氨酸（NAC）可挽救 ROS 介导的细胞毒性。协同分析表明，DDC 与化疗药物在 MDA/DOC 细胞中具有协同作用，在敏感的 MDA - MB - 231 细胞中则无此效果。
3.7 DDC 恢复 MDR 癌细胞对化疗药物的敏感性并有效抑制体内肿瘤生长
鉴于 DDC 与紫杉醇在体外具有最强的协同效应，研究人员在斑马鱼异种移植模型中进行体内评估。通过浓度探索研究，确定了合适的 DDC 剂量，该剂量对斑马鱼具有良好的耐受性。实验结果显示，联合使用 DDC 和紫杉醇可显著抑制 MDR 肿瘤的生长，表明 DDC 在体内能够增强 MDR 癌细胞对化疗的敏感性。
综上所述，本研究表明 DDC 通过同时抑制 ABC 转运蛋白（P - gp、BCRP 和 MRP1）和 STAT3 信号通路，有效逆转癌症多药耐药。DDC 作为一种双功能调节剂，既能抑制药物外排，又能干扰癌细胞的生存信号通路，导致 ROS 积累、细胞周期阻滞和促凋亡效应，从而增强化疗效果。这一研究成果为克服癌症多药耐药提供了新的策略和潜在药物，在未来癌症治疗中具有广阔的应用前景。不过，目前研究仅在斑马鱼模型中进行了初步验证，后续还需在啮齿动物模型中进一步评估其药代动力学特征和临床转化潜力，以推动其真正应用于临床癌症治疗，为广大癌症患者带来新的希望。
