编辑推荐:
推荐
结直肠癌(CRC)因免疫抑制微环境治疗效果差。研究人员探究去甲斑蝥素(NCTD)抗 CRC 作用及机制,发现其剂量依赖性抑制肿瘤生长,促进 M1 巨噬细胞浸润,调控 CSF2 及 JAK2/STAT3 通路,为 CRC 治疗提供新方向。
论文解读
结直肠癌(colorectal cancer, CRC)如同潜伏在人体消化道的 “沉默杀手”,其赖以生存的免疫抑制性和炎症性微环境,像一层坚固的 “防护盾”,让现有化疗和免疫治疗常常 “束手无策”,疗效不佳且副作用显著,患者的生存希望屡屡受挫。为打破这一困境,探寻更有效的治疗药物迫在眉睫。南京中医药大学第一临床医学院等机构的研究人员聚焦于传统中药衍生物去甲斑蝥素(norcantharidin, NCTD),深入开展其抗 CRC 的作用及机制研究,相关成果发表在《Acta Pharmacologica Sinica》。
研究人员采用了多种关键技术方法:构建了 Balb/c 小鼠 CT26 细胞皮下荷瘤模型和 Balb/c 裸鼠 HCT116 细胞皮下荷瘤模型;运用流式细胞术、实时定量 PCR(qPCR)检测巨噬细胞极化相关指标;通过 ELISA 检测 CSF2 水平;利用 Western blot 分析 JAK2/STAT3 通路相关蛋白表达;借助 Transwell 实验、伤口愈合实验评估细胞迁移和侵袭能力;采用细胞周期和凋亡检测试剂盒分析细胞周期分布和凋亡率;还进行了 RNA 测序及生物信息学分析。
研究结果
NCTD 抑制肿瘤生长并促进抗肿瘤免疫
在 CT26 和 HCT116 皮下荷瘤模型中,NCTD 以剂量依赖方式显著减小肿瘤体积和重量,如 4mg/kg NCTD 使 CT26 荷瘤小鼠肿瘤生长抑制率达 54.8%。免疫组化显示肿瘤组织中 M1 巨噬细胞标志物 CD86 表达增加,流式细胞术证实肿瘤组织、外周血和脾脏中 M1 巨噬细胞(F4/80+CD11b+CD86+)比例显著升高,表明 NCTD 可重塑肿瘤微环境,增强抗肿瘤免疫。
NCTD 促进巨噬细胞向 M1 表型极化
体外实验中,NCTD 处理 THP-1 来源巨噬细胞和 RAW264.7 细胞后,M1 型标志物 CD40、CD80、IL-6、IL-1β、TNF-α 的 mRNA 水平显著上调,而 M2 型标志物无一致变化。流式细胞术显示 CD86 蛋白表达呈浓度依赖性增加。CRC 细胞与巨噬细胞共培养实验表明,NCTD 处理的 CRC 细胞可诱导巨噬细胞表达更高水平的 CD86,进一步证实 NCTD 通过肿瘤细胞和巨噬细胞双向作用促进 M1 极化。
NCTD 抑制 CRC 细胞活力、增殖及转移
CCK-8 实验显示 NCTD 对 HCT116、LoVo 细胞的抑制呈浓度和时间依赖性,IC50值分别为 66.8μM(48h)和 75.3μM(48h)。集落形成实验和 EdU 染色证实 NCTD 抑制细胞增殖。伤口愈合和 Transwell 实验表明 NCTD 显著降低细胞迁移和侵袭能力。细胞周期分析显示 NCTD 使细胞阻滞在 G2期,Western blot 检测到 G2期相关蛋白 CDK1 和 Cyclin B1 表达下调。
NCTD 诱导 CRC 细胞凋亡和 ROS 产生
Annexin V-APC/PI 染色显示 NCTD 剂量依赖性增加早期和晚期凋亡细胞比例。JC-1 染色表明 NCTD 破坏线粒体膜电位,ROS 检测显示细胞内 ROS 水平随 NCTD 浓度升高而增加。Western blot 显示抗凋亡蛋白 BCL-2 表达降低, cleaved PARP 表达增加,提示 NCTD 通过线粒体途径诱导细胞凋亡。
NCTD 调控 CSF2 分泌及 JAK2/STAT3 通路
RNA 测序和生物信息学分析发现 NCTD 处理后 JAK-STAT 信号通路和细胞因子 - 细胞因子受体相互作用通路显著富集。qPCR 和 ELISA 证实 NCTD 促进 CRC 细胞和巨噬细胞分泌 CSF2(粒细胞 - 巨噬细胞集落刺激因子,GM-CSF)。Western blot 显示 NCTD 抑制 JAK2(Janus 激酶 2)和 STAT3(信号转导和转录激活因子 3)的磷酸化,下调其下游蛋白 c-Myc、PD-L1 的表达,表明 NCTD 通过抑制 JAK2/STAT3 通路发挥抗肿瘤作用。
巨噬细胞在 NCTD 抗肿瘤效应中的关键作用
通过构建巨噬细胞清除模型,发现去除巨噬细胞后,NCTD 的抗肿瘤效果显著减弱,肿瘤体积和重量明显增加,M1 巨噬细胞比例显著降低,证实巨噬细胞是 NCTD 发挥抗肿瘤作用的主要效应细胞。
研究结论与讨论
本研究揭示 NCTD 通过双重机制抑制 CRC:一方面诱导 CSF2 分泌,促进 M1 巨噬细胞极化,重塑免疫微环境;另一方面直接抑制 CRC 细胞 JAK2/STAT3 通路,诱导细胞凋亡、阻滞细胞周期并抑制转移。这为 CRC 治疗提供了 “双管齐下” 的新策略,NCTD 有望成为改善 CRC 患者预后的潜在药物。同时,研究也为开发基于巨噬细胞重编程的抗肿瘤疗法提供了新思路,未来可进一步探索 NCTD 与免疫检查点抑制剂等联合应用的可能性,为 CRC 精准治疗开辟新方向。