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间变性甲状腺癌(ATC)预后极差,现有治疗手段有限。研究人员通过网络药理学结合体内外实验,探究绞股蓝皂苷 LI(Gyp LI)抗 ATC 机制。发现其通过调控 SRC/PI3K/AKT 轴抑制肿瘤进展,增强碘摄取,为 ATC 治疗提供新方向。
间变性甲状腺癌(Anaplastic Thyroid Cancer, ATC)是甲状腺癌中恶性程度极高的亚型,其癌细胞分化程度低、侵袭性强,早期易发生颈部淋巴结转移,晚期可转移至肺、骨、肝等重要器官。由于 ATC 生长迅速且侵袭性强,早期诊断和治疗困难,目前主要依赖手术、放疗和化疗,但这些方法在延长患者生存方面效果有限,患者死亡率高,因此亟需开发更有效的治疗手段。
为探索新的治疗途径,赣南医学院第一附属医院等机构的研究人员开展了关于绞股蓝皂苷 LI(Gypenoside LI, Gyp LI)抗 ATC 作用机制的研究。该研究通过网络药理学分析结合体内外实验验证,揭示了 Gyp LI 在 ATC 治疗中的潜力,相关成果发表在《BMC Cancer》。
研究主要采用了以下关键技术方法:
- 网络药理学分析:通过 Swiss Target Prediction 等数据库预测 Gyp LI 潜在靶点,从 TTD、OMIM、Gene Cards 获取 ATC 相关靶点,利用 Venny 2.1.0 筛选共同靶点,通过 STRING 构建蛋白质 - 蛋白质相互作用(PPI)网络,借助 Cytoscape 和 CytoHubba 插件识别核心靶点,并通过 DAVID 数据库进行 GO 和 KEGG 通路富集分析。
- 分子对接:从 TCMSP 获取 Gyp LI 的 mol2 结构,从 PDB 数据库获取潜在靶蛋白三维结构,使用 AutoDock Vina 进行分子对接,分析结合能和相互作用模式。
- 体外实验:采用 ATC 细胞系 8305C 和 C643,通过 CCK-8、克隆形成、EdU 实验检测细胞增殖能力;利用划痕愈合、Transwell 实验评估细胞迁移和侵袭能力;通过流式细胞术检测细胞凋亡;运用 qRT-PCR 和 Western blotting 分析基因和蛋白表达水平。
- 体内实验:构建裸鼠异种移植瘤模型,观察 Gyp LI 对肿瘤生长的抑制作用,通过苏木精 - 伊红(HE)染色和免疫组织化学分析肿瘤组织病理变化及蛋白表达。
研究结果
网络药理学预测核心靶点与通路
通过分析,共筛选出 78 个 Gyp LI 与 ATC 的共同靶点。PPI 网络显示,HSP90AA1、SRC、CASP3 等为关键枢纽基因。KEGG 富集分析表明,PI3K/AKT 信号通路在 ATC 治疗中起重要作用,Gyp LI 可能通过调控该通路发挥作用。分子对接结果显示,Gyp LI 与 HSP90AA1、SRC、CASP3 的结合能较低,提示较强的结合能力,且甲状腺癌组织中这三种蛋白表达显著高于正常组织。
Gyp LI 抑制 ATC 细胞增殖、迁移和侵袭
CCK-8 实验显示,Gyp LI 对 8305C 和 C643 细胞的增殖抑制呈浓度依赖性,24 小时半数抑制浓度(IC50)分别为 68.46 μM 和 60 μM。克隆形成和 EdU 实验进一步证实,Gyp LI 能显著减少克隆形成数和 EdU 阳性细胞比例。划痕愈合和 Transwell 实验表明,Gyp LI 可剂量依赖性地抑制细胞迁移和侵袭,降低伤口愈合率和穿膜细胞数。
Gyp LI 诱导 ATC 细胞凋亡
流式细胞术检测发现,Gyp LI 处理后,ATC 细胞早期和晚期凋亡比例显著增加。Western blotting 显示,Gyp LI 上调 cleaved CASP3 和 cleaved CASP9 蛋白表达,下调 HSP90AA1 蛋白水平,表明其通过激活凋亡通路诱导细胞凋亡。
Gyp LI 增强 ATC 细胞对放射性碘的敏感性
qRT-PCR 和 Western blotting 结果显示,Gyp LI 可显著上调钠 - 碘协同转运体(NIS)和促甲状腺激素受体(TSHR)的 mRNA 及蛋白表达,提示其能增强 ATC 细胞对放射性碘的摄取能力,恢复肿瘤细胞对放射性碘治疗的敏感性。
体内实验验证 Gyp LI 的抗肿瘤作用
裸鼠异种移植瘤模型显示,Gyp LI(100 mg/kg)显著抑制肿瘤体积增长和重量增加,且对小鼠肝脏无明显毒性。免疫组织化学和 Western blotting 表明,Gyp LI 下调肿瘤组织中 SRC、P-PI3K、P-AKT 等蛋白表达,上调 NIS 和 CASP3 表达,进一步验证其通过抑制 SRC/PI3K/AKT 通路发挥抗肿瘤作用。
结论与讨论
本研究通过网络药理学和实验验证发现,Gyp LI 通过抑制 SRC/PI3K/AKT 信号通路,抑制 ATC 细胞增殖、迁移和侵袭,诱导细胞凋亡,并通过上调 NIS 表达增强肿瘤细胞对放射性碘的敏感性。这些结果为 ATC 的治疗提供了新的潜在药物和作用机制,提示 Gyp LI 有望成为 ATC 治疗的新选择。
值得注意的是,Gyp LI 作为天然产物,具有多靶点作用优势,可同时调控多个关键通路,可能减少单一靶点药物的耐药性问题。尽管本研究未涉及长期毒性和临床疗效评估,但其体内外实验结果为后续临床研究奠定了基础。未来需进一步开展临床前毒性研究和临床试验,以验证 Gyp LI 的安全性和有效性,推动其向临床应用转化。