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宿主防御肽caerin 1.1/1.9通过双重调控脂质代谢与凋亡通路抑制黑色素瘤生长的机制研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月16日 来源:Biomedicine & Pharmacotherapy 6.9
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针对黑色素瘤治疗中代谢重编程与免疫抑制的难题,研究人员开展了两栖动物源宿主防御肽caerin 1.1/1.9(F1/F3)的抗肿瘤机制研究。通过体内外实验证实F1/F3可显著抑制B16细胞增殖,下调FASN/ACC2/SREBP-1等脂代谢关键基因,并诱导细胞凋亡。代谢组学分析揭示其通过抑制磷脂(PC/PE/LPC)合成和支链氨基酸降解通路,同时激活AMPK/细胞色素C信号,为黑色素瘤的代谢-免疫联合治疗提供新策略。
(以下为论文解读,约2000字)
在皮肤癌中最具侵袭性的黑色素瘤,虽然仅占皮肤癌病例的1%,却造成了绝大多数相关死亡。全球年新增病例超过32万例,尤其在澳大利亚和美国发病率持续攀升。尽管免疫检查点抑制剂如PD-1/PD-L1疗法取得进展,但治疗耐药性、高昂费用和免疫相关副作用仍是重大挑战。更棘手的是,黑色素瘤细胞表现出独特的"脂质成瘾"特性——通过增强脂肪酸合成(FAO)和氧化获取能量,同时利用脂滴储存抵抗氧化应激,这种代谢重编程不仅支持肿瘤生长,还导致免疫微环境抑制。
针对这一难题,广东药科大学附属第一医院的研究团队将目光投向澳大利亚树蛙皮肤分泌的宿主防御肽caerin 1.1/1.9(简称F1/F3)。这类天然肽段此前已在HPV相关肿瘤中展现免疫调节潜力,但其在黑色素瘤中能否通过干预脂代谢发挥疗效尚属未知。发表在《Biomedicine》的这项研究首次揭示,F1/F3通过协同破坏脂质代谢网络和激活凋亡通路,显著抑制B16黑色素瘤生长,为代谢干预联合免疫治疗提供了新思路。
研究采用MTT法检测细胞活力,结合棋盘实验评估肽段协同效应;通过qPCR分析FASN、ACC2等脂代谢基因表达动态;借助流式细胞术量化凋亡率;建立C57BL/6小鼠移植瘤模型评估不同给药方案疗效;运用LC-ESI-MS/MS进行非靶向代谢组学分析,结合IPA通路预测解析作用网络。
F1/F3协同抑制肿瘤增殖并诱导凋亡
体外实验显示,F1/F3组合在5μg/ml浓度即可显著抑制B16细胞增殖,IC50
为15.70μg/ml,棋盘实验证实其具有相加效应(FICI=0.1098)。荧光显微镜观察到F1在5分钟内快速结合细胞膜,1小时内渗透至90%以上细胞。流式检测显示10-20μg/ml F1/F3可诱导剂量依赖性凋亡,而对照肽无此效应。
靶向脂代谢关键节点的时空调控
qPCR揭示F1/F3能时空特异性调控脂代谢枢纽:FASN表达在8-16小时持续抑制(P<0.0001),而ACC2、SREBP-1和NPC2在4小时达最低值后部分恢复。这种差异提示FASN是持续作用靶点,而其他基因可能通过反馈调节尝试代偿。
动物实验验证治疗窗口
小鼠模型中,21天疗程的F1/F3治疗使肿瘤体积最小(P<0.0001),生存期显著延长,但剂量从5μg增至50μg未增强疗效,表明存在疗效平台期。值得注意的是,单次给药虽能降低瘤重,但需持续治疗才能维持抑瘤效果,这与体外基因表达部分恢复的现象相互印证。
代谢组学揭示全局调控网络
131个差异代谢物中,36种脂类(包括PC-16:0/18:1、PE-18:0/20:4等)呈现持续性下调。KEGG分析显示"脂肪酸生物合成"和"支链氨基酸降解"通路显著抑制(DA Score<-0.5),而3-羟基丙戊酸和肉碱衍生物等抗炎代谢物上调。IPA预测细胞色素C和AMPK信号激活(Z-score>2),同时VEGF、EGFR和NFκB通路被抑制,形成促凋亡-抗增殖的协同网络。
机制串联与转化启示
研究构建了F1/F3的双重作用框架:一方面通过抑制FASN-SREBP轴阻断脂肪酸和膜磷脂合成,导致能量危机和膜结构不稳定;另一方面上调3-羟基丙戊酸(丙戊酸抗肿瘤代谢物)和激活AMPK,共同诱导线粒体途径凋亡。尤为关键的是,脂代谢重塑可能改善免疫微环境——前期研究已发现F1/F3能促使肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)向促炎M1型极化,这与本研究中观察到的IL1B/NLRC4通路激活相呼应。
该研究首次系统阐释了caerin肽段通过代谢-免疫双重调控抑制黑色素瘤的机制,突破传统抗菌肽的应用范畴。特别是发现FASN持续抑制与支链氨基酸代谢干预的协同效应,为开发针对"脂质成瘾"肿瘤的联合疗法提供新靶点。未来研究可探索F1/F3与FAO抑制剂(如依托莫司)或免疫检查点阻断剂的联用方案,并需在更多人源化模型中验证其转化价值。
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