天然化合物在癌症治疗中的可持续性应用:从植物与微生物来源到多靶点协同机制

【字体: 时间:2025年06月18日 来源:World Development Sustainability CS5.3

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  本文聚焦癌症治疗中天然化合物的可持续应用,系统综述了植物与微生物来源的活性成分(如Cisplatin、Taxanes、Gemcitabine等)通过调控AMPK/mTOR、NF-κB等通路抑制肿瘤生长的机制。研究整合200项文献,揭示了天然产物的结构多样性、低毒性及克服耐药性的优势,为开发绿色抗癌策略提供理论支撑,对推动精准医疗与可持续发展目标具有双重意义。

  

癌症作为全球第二大死因,传统化疗面临耐药性、高毒性和生态负担三重挑战。随着"绿色医疗"理念兴起,如何从自然界挖掘高效低毒的抗癌分子成为研究热点。植物和微生物历经亿万年进化,其次级代谢产物具有结构多样性和靶向特异性,但作用机制不清、标准化生产困难等问题制约临床转化。

为系统评估天然化合物的抗癌潜力,研究人员开展了一项跨学科综述研究。通过分析200项研究数据,发现植物源成分(如紫杉醇、小檗碱)和微生物产物(如雷帕霉素、卡非佐米)可通过独特机制诱导癌细胞凋亡:紫杉醇稳定微管破坏有丝分裂,小檗碱通过AMPK/mTOR通路阻断能量代谢,而雷帕霉素衍生物则选择性抑制PI3K/AKT信号。更关键的是,这些天然分子能通过表观遗传调控逆转耐药性,如姜黄素可抑制P-糖蛋白外排泵。

研究采用多组学整合分析技术,结合PubMed/Scopus数据库的系统文献检索策略,运用Adobe Illustrator进行机制通路可视化。特别关注了天然产物在纳米载体(如脂质体、聚合物胶束)中的包封技术,显著提升其生物利用度。临床数据表明,纳米化紫杉醇(nab-paclitaxel)使乳腺癌患者响应率提升40%,而微生物来源的抗体偶联药物(ADC)如Adcetris?
已在淋巴瘤治疗中显示突破性疗效。

研究结果分三部分呈现:

  1. 植物源抗癌剂
  • 紫杉烷类通过β-微管蛋白结合阻断细胞周期,对乳腺癌的客观缓解率达68%
  • 小檗碱与姜黄素协同激活JNK/Beclin1通路,使三阴性乳腺癌细胞凋亡率提升3倍
  1. 微生物源治疗剂
  • 雷帕霉素衍生物(如Temsirolimus)通过抑制mTORC1,使肾癌患者中位生存期延长4.9个月
  • 卡非佐米作为蛋白酶体抑制剂,对多发性骨髓瘤的疾病控制率达58%
  1. 协同治疗策略
  • 表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)联合吉西他滨,通过下调RRM2表达克服胰腺癌耐药性
  • 纳米载体递送的蜂毒肽(Melittin)可特异性溶解肿瘤细胞膜,且心脏毒性较阿霉素降低90%

讨论部分指出,该研究首次构建"天然-合成"协同治疗框架:植物成分提供多靶点调控优势,微生物产物保证规模化生产,而纳米技术解决递送瓶颈。例如,表观遗传调控剂Antroquinonol与表柔比星联用,可使肝癌模型完全缓解率提升至75%。但作者也强调需解决种质资源保护、发酵工艺优化等产业转化问题。

这项研究为《World Development Sustainability》提供了关键理论支撑:通过建立天然产物的"结构-活性-可持续性"三维评价体系,证明绿色抗癌策略可同时实现疗效提升(客观缓解率提高20-40%)和碳足迹降低(较合成药物减少65%)。未来需开展基于类器官模型的个性化用药研究,并建立全球天然产物抗癌数据库以加速临床转化。

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