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靶向NOD2的双刃剑:脱氢二异丁香酚通过双向调控机制同时缓解结肠炎和抑制结直肠癌
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月06日 来源:Molecular Medicine 6
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为解决炎症性肠病(IBD)与结直肠癌(CRC)的"炎症-癌变"转化难题,四川医科大学等团队开展脱氢二异丁香酚(DEH)靶向NOD2的双向调控机制研究。研究发现低浓度DEH通过抑制NOD2/NF-κB通路减轻炎症,高浓度则激活NOD2诱导自噬促进CRC细胞凋亡。该研究为天然产物浓度依赖性治疗策略提供新思路,发表于《Molecular Medicine》。
肠道作为人体防御的独特环境,炎症反应在病原体清除和肿瘤发生中扮演着"双刃剑"角色。随着环境变化和经济发展,炎症性肠病(IBD)全球患者已突破500万,其中高达42%的溃疡性结肠炎(UC)患者会发展为结直肠癌(CRC)。这种"炎症-癌变"转化过程通常需要10-30年,但现有治疗手段存在明显局限性。更棘手的是,年轻人群CRC发病率逆势上升,预计到2030年患者数量将激增60%。面对这一重大公共卫生挑战,寻找能同时阻断炎症进展和癌变过程的"双效"药物成为当务之急。
四川医科大学中西医结合临床医学院联合上海中医药大学曙光医院等机构的研究团队,从传统中药肉豆蔻中提取主要苯并呋喃型新木脂素——脱氢二异丁香酚(DEH),首次揭示其通过靶向核苷酸结合寡聚化结构域蛋白2(NOD2)实现双向调控作用。这项发表于《Molecular Medicine》的研究表明,低浓度DEH通过抑制NOD2减轻结肠炎,而高浓度则激活NOD2诱导自噬抑制CRC,为天然产物的浓度依赖性治疗策略提供了范例。
研究采用LPS/IFNγ刺激RAW264.7巨噬细胞建立炎症模型,CCK-8法检测细胞活力,Western blot分析蛋白表达;建立DSS诱导的小鼠结肠炎模型和裸鼠皮下移植瘤模型,通过组织病理学、免疫组化和ELISA等方法评估药效;临床样本来自四川医科大学附属医院9例患者组织。关键技术包括炎症与肿瘤细胞模型构建、信号通路分析、动物模型验证及人体组织检测。
【DEH抑制LPS/IFNγ刺激的巨噬细胞炎症反应】
研究发现2.5-10μM DEH可剂量依赖性抑制RAW264.7细胞中NO、PGE2
和炎症因子(IL-1β、IL-6、TNF-α)的产生。Western blot显示DEH显著降低iNOS和COX-2表达,其机制是通过抑制IκBα降解和磷酸化,阻断NF-κB p65核转位,同时抑制MAPK家族成员JNK、ERK和p38的磷酸化。
【DEH改善DSS诱导的小鼠结肠炎】
动物实验显示20mg/kg DEH治疗显著改善直肠出血、结肠缩短(从7.68±0.52cm恢复至8.9cm)和体重下降。HE和PAS染色证实DEH能修复黏膜损伤、减少炎性浸润。更重要的是,DEH上调紧密连接蛋白ZO-1和Occludin表达,恢复肠道机械屏障功能,并降低结肠MPO和血清促炎因子水平。
【DEH诱导CRC细胞凋亡】
在40-100μM高浓度下,DEH显著抑制HCT116细胞活力,减少集落形成。流式细胞术显示DEH(40μM)使细胞凋亡率增加3倍,Western blot证实其通过下调Bcl-2、上调Bax促凋亡。此外,DEH还通过上调p21、抑制CDK4/6引起G1/S期阻滞,并通过增加E-cadherin、减少N-cadherin抑制EMT过程。
【DEH促进自噬抑制肿瘤生长】
裸鼠移植瘤实验显示40mg/kg DEH使肿瘤体积缩小42%。免疫荧光和Western blot检测到LC3B和p62表达显著增加,表明自噬激活。值得注意的是,Ki67阳性细胞减少而TUNEL阳性细胞增加,证实DEH通过抑制增殖、促进凋亡发挥抗肿瘤作用。
【NOD2介导双向调控机制】
研究最关键的发现是DEH对NOD2的双向调控:在炎症模型中,低浓度DEH抑制LPS/IFNγ诱导的NOD2过表达;而在CRC中,高浓度DEH激活NOD2促进自噬。使用NOD2抑制剂GSK717可逆转DEH的抗炎和促自噬作用,证实NOD2是DEH的关键靶点。临床样本分析显示IBD患者肠道NOD2表达升高而CRC组织中降低,与实验数据高度一致。
这项研究首次阐明天然产物DEH通过浓度依赖性调控NOD2,实现"一箭双雕"的治疗效果:低浓度时作为NOD2抑制剂抗炎,高浓度时作为NOD2激活剂抗癌。这不仅为IBD和CRC的联合防治提供新策略,更开创性地证实同一天然化合物可通过靶向单一分子实现双向调节。该发现对开发基于传统中药的精准治疗方案具有重要启示意义,特别是为"炎症-癌变"转化的早期干预提供了可量化的药物浓度窗口。未来研究可进一步探索DEH在IBD相关CRC预防中的临床应用价值,以及NOD2介导的自噬与凋亡串话机制。
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