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胶质母细胞瘤(GBM)恶性程度高、预后差,现有治疗效果有限。研究人员探讨重楼皂苷 VII(PS VII)对 GBM 的作用及机制,发现其可抑制 GBM 细胞增殖、迁移,诱导 G2/M 期阻滞和凋亡,下调 PD-L1 表达,通过 AKT1/STAT3 通路发挥作用,为 GBM 治疗提供新方向。
在大脑的 “黑暗角落”,胶质母细胞瘤(GBM)如同凶狠的掠夺者,以极强的侵袭性和致命性威胁着人类健康。这种占所有恶性脑肿瘤 50.1% 的疾病,即便采用手术切除联合放化疗的标准治疗方案,患者平均生存期也仅 15 个月,5 年生存率不足 5%。肿瘤异质性与侵袭性生长特性,让传统疗法难以触及所有癌细胞,免疫逃逸更是让肿瘤细胞在免疫系统的 “监视” 下狡猾存活 —— 肿瘤微环境(TME)中,PD-L1(程序性死亡配体 1)等免疫检查点分子异常表达,与 T 细胞表面 PD-1 结合后,如同给癌细胞装上 “隐身衣”,使 T 细胞无法行使杀伤功能。寻找能突破这一困境的新型治疗药物,成为亟待攻克的医学难题。
为突破 GBM 治疗瓶颈,滨州医学院的研究人员将目光投向传统中药成分。重楼皂苷 VII(PS VII)是从中药重楼(七叶一枝花)根茎中提取的甾体皂苷,此前研究已证实其在骨肉瘤、白血病等肿瘤中具有抗癌活性,但在 GBM 中的作用机制尚未明确。研究团队围绕 PS VII 展开体内外研究,相关成果发表在《Chemico-Biological Interactions》,为 GBM 治疗提供了全新视角。
研究主要采用的关键技术方法包括:MTT 法检测细胞活力,流式细胞术分析细胞周期和凋亡,蛋白质印迹法(Western blot)检测相关蛋白表达,Transwell 实验测定细胞迁移能力,肿瘤与 T 细胞共培养模型评估免疫调节作用,以及小鼠荷瘤模型进行体内抗肿瘤效果验证。
PS VII 抑制 GBM 细胞活力、迁移和上皮 - 间质转化(EMT)
MTT 实验显示,PS VII(0.125-2 μM)处理 48 小时后,U87-MG、U251、LN229 等 GBM 细胞活力呈剂量依赖性下降,且对正常星形胶质细胞(HA1800)和人脐静脉内皮细胞(HUVECs)无明显细胞毒性。划痕愈合与 Transwell 实验进一步证实,PS VII 可显著抑制 GBM 细胞迁移能力,并下调 EMT 相关蛋白(如 E - 钙粘蛋白减少、N - 钙粘蛋白和波形蛋白增加),表明其能抑制肿瘤侵袭性。
PS VII 诱导 GBM 细胞 G2/M 期阻滞
细胞周期分析发现,PS VII 处理后,GBM 细胞在 G2/M 期显著堆积,同时细胞周期蛋白 Cyclin D1、细胞周期蛋白依赖性激酶 CDK1 和 CDK2 表达水平显著降低。这提示 PS VII 通过干扰细胞周期调控,阻止癌细胞进入分裂期,从而抑制增殖。
PS VII 诱导 GBM 细胞凋亡
PS VII 处理可显著增加 GBM 细胞凋亡率,呈剂量依赖性。机制上,促凋亡蛋白 Bax 表达上调,抗凋亡蛋白 Bcl-2 表达下调,进而激活 Caspase-3 和 PARP(聚腺苷二磷酸核糖聚合酶),触发凋亡级联反应。这表明 PS VII 通过内源性凋亡通路诱导癌细胞死亡。
PS VII 下调 PD-L1 表达并调节 AKT1/STAT3 信号通路
Western blot 结果显示,PS VII 可显著降低 GBM 细胞中 PD-L1 蛋白水平。进一步研究发现,PS VII 抑制 AKT1(蛋白激酶 B)和 STAT3(信号转导和转录激活因子 3)的磷酸化,而这两条通路均被证实与 PD-L1 表达调控密切相关。在肿瘤 / T 细胞共培养模型中,PS VII 通过下调 PD-L1,恢复 T 细胞的活化和杀伤功能,逆转免疫逃逸状态。
体内实验验证 PS VII 的抗肿瘤效果
小鼠荷瘤模型显示,PS VII 腹腔注射可显著减小肿瘤体积和重量,且高浓度组效果更优。免疫组化分析表明,PS VII 处理的肿瘤组织中 PD-L1 表达降低,Ki-67(增殖标志物)阳性细胞减少,T 细胞浸润增加,进一步证实其体内抗肿瘤及免疫调节作用。
研究结论与意义
本研究揭示 PS VII 通过多重机制发挥抗 GBM 作用:不仅直接抑制癌细胞增殖、迁移并诱导凋亡,还能通过抑制 AKT1/STAT3 通路下调 PD-L1 表达,解除肿瘤对 T 细胞的抑制,重塑抗肿瘤免疫微环境。体内外实验均证实其显著疗效,且对正常细胞毒性较低,为 GBM 治疗提供了兼具直接杀伤与免疫调节双重作用的候选药物。这一发现不仅拓展了中药成分在恶性肿瘤治疗中的应用,也为 PD-L1 靶向治疗与传统中药的联合应用提供了新策略,有望突破 GBM 治疗困境,为患者带来新希望。