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结直肠癌死亡率高,耐药性限制靶向治疗效果。研究人员开展 M7 对结直肠癌作用的研究,发现 M7 可抑制 HCT116 和 Lovo 细胞增殖、迁移,促进凋亡,靶向 CDK1 致 G2/M 期阻滞,为结直肠癌药物开发带来新希望。
在医学领域,结直肠癌(Colorectal Cancer,CRC)犹如一颗 “定时炸弹”,严重威胁着人类健康。全球范围内,其发病率和死亡率逐年攀升,成为令人头疼的难题。目前,针对结直肠癌的治疗手段虽多,像内镜切除术、手术切除、放疗、靶向治疗和免疫治疗等,但效果却不尽如人意。手术切除对早期患者有一定作用,可很多患者确诊时已处于晚期,无法从中获益。化疗联合靶向治疗和放疗,如 5 - 氟尿嘧啶(5 - FU)联合苏木精,响应率也仅约 20% 。这表明,急切需要新的治疗药物来打破这一困境。
细胞周期的精准调控对维持细胞正常生理功能至关重要,它与肿瘤发生有着千丝万缕的联系。细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)家族,作为丝氨酸 / 苏氨酸激酶,是癌症药物开发的热门靶点。其中,CDK1 在细胞周期的 G2/M 期调控中独一无二,不可或缺。而且,越来越多研究发现,CDK1 在癌细胞发展过程中也扮演着重要角色,参与了结直肠癌的细胞增殖、定居形成、迁移和凋亡等过程,是结直肠癌治疗的关键靶点。
在此背景下,研究人员开展了关于 M7 对结直肠癌作用的研究。该研究成果发表在《European Journal of Medicinal Chemistry Reports》上。
为了深入探究 M7 在结直肠癌中的作用,研究人员采用了多种技术方法。首先是网络药理学分析,从多个数据库收集潜在靶点信息,预测 M7 - 疾病靶点关系;接着利用分子对接评估 M7 与候选蛋白的结合亲和力;通过 ADP - Glo?激酶实验等体外酶活性检测,验证 M7 对相关蛋白的抑制作用;同时运用多种细胞实验,如 MTT 检测细胞存活、克隆形成实验评估细胞增殖能力、伤口愈合实验观察细胞迁移情况等,全面探究 M7 对结直肠癌细胞的影响。
研究结果如下:
- M7 对结直肠癌细胞的杀伤活性:通过 MTT 实验发现,M7 对 HCT116 细胞和 Lovo 细胞具有较好的肿瘤细胞杀伤活性,其半数抑制浓度(IC50)分别为 5.455 μM 和 9.029 μM。
- GO 和 KEGG 通路分析:经网络药理学分析,确定了 280 个 M7 与结直肠癌相关的交集靶点。这些靶点涉及的生物学过程包括凋亡过程、细胞增殖和细胞迁移等癌症发展相关过程;细胞组分涵盖多种与细胞功能相关的部分;分子功能包含蛋白结合、蛋白丝氨酸 / 苏氨酸激酶活性等;KEGG 通路显示这些靶点均与肿瘤相关。
- 抑制结肠癌细胞增殖:克隆形成实验和 CFSE 染色实验表明,M7 能显著抑制 HCT116 和 Lovo 细胞的增殖,且呈浓度和时间依赖性。药物浓度为 0 μM 时,克隆形成率超 60%,10 μM 时细胞几乎全部死亡。
- 影响结肠癌细胞迁移:伤口愈合实验和蛋白质免疫印迹(Western blot)实验显示,M7 可阻碍 HCT116 和 Lovo 细胞的迁移。M7 处理后,细胞愈合边界变宽,且 Snail 和 Vimentin 蛋白表达水平降低,这两种蛋白与细胞迁移能力密切相关。
- 促进结肠癌细胞凋亡:Annexin V - FITC/PI 双染法和 Western blot 实验表明,M7 能促进 HCT116 和 Lovo 细胞凋亡。随着 M7 浓度增加,凋亡细胞比例上升,Bax 蛋白表达上调,Bcl - 2 蛋白表达下调。
- 筛选和验证 M7 的潜在靶点:构建蛋白质 - 蛋白质相互作用网络,筛选出 CDK1、CDK2、CDK4 和 MAPK1 等潜在靶点。分子对接显示 M7 与这些蛋白有良好结合亲和力。细胞周期实验发现 M7 使结直肠癌细胞阻滞在 G2/M 期,ADP - Glo?发光实验进一步验证 M7 的作用靶点可能是 CDK1。
研究结论表明,M7 能有效抑制结直肠癌细胞的增殖和迁移,促进其凋亡,并使细胞周期阻滞在 G2/M 期。通过一系列实验证实,CDK1 很可能是 M7 的作用靶点,M7 通过与 CDK1 相互作用,干扰细胞周期调控,促进细胞死亡,展现出作为抗结直肠癌药物的潜力。
不过在讨论部分,研究人员也指出,虽然 M7 在体外实验中表现出色,但体内环境复杂,免疫系统、药物代谢和细胞间相互作用等因素都会影响其效果。而且,M7 作用机制可能还有未被发现的因素,比如它或许还与其他蛋白或通路相互作用,影响细胞周期阻滞和凋亡。因此,还需开展体内动物研究和临床试验,进一步评估 M7 的疗效、安全性和作用机制,从而更准确地了解其在结直肠癌治疗中的价值。
这项研究为结直肠癌治疗开辟了新方向,M7 有望成为攻克结直肠癌的有力武器,但要真正应用于临床,还需要科研人员不断探索和努力。