咖啡酸与5-咖啡酰奎宁酸通过免疫调节诱导Bax/Bcl-2凋亡通路抑制结直肠癌HT-29细胞生长的机制研究

【字体: 时间:2025年07月10日 来源:Bioorganic Chemistry 4.5

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  本研究针对结直肠癌(CRC)治疗中传统疗法副作用大、免疫疗法机制不明的问题,通过直接添加和巨噬细胞条件培养基(MCM)间接处理两种方式,探究咖啡酸(CA)和5-咖啡酰奎宁酸(5-CQA)对HT-29细胞的抑制作用。研究发现二者能显著降低癌细胞存活率(P<0.05),通过极化M1型巨噬细胞分泌促炎因子TNF-α/IL-1β,上调Bax/Bcl-2 mRNA表达比值(P=0.020*),激活线粒体凋亡通路。该研究为天然化合物应用于CRC免疫治疗提供了新依据。

  

在全球癌症负担日益加重的背景下,结直肠癌(CRC)作为发病率第三、致死率第二的恶性肿瘤,其治疗面临巨大挑战。传统化疗和放疗虽有一定效果,但伴随严重的副作用;而新兴的免疫治疗虽前景广阔,其具体作用机制仍有待阐明。更棘手的是,约1-2%的CRC病例与慢性肠道炎症相关,这类炎症相关结直肠癌(CAC)的治疗需要兼顾抗炎和抗肿瘤双重效果。正是在这样的临床需求下,天然化合物因其低毒性和多靶点特性逐渐成为研究热点。

国立中兴大学的研究团队将目光投向了两种广泛存在于植物中的酚酸类物质——咖啡酸(CA)和其衍生物5-咖啡酰奎宁酸(5-CQA)。既往研究表明,这些化合物具有显著的抗炎活性,但其在CRC治疗中的应用潜力尚未充分挖掘。研究人员创新性地采用"直接作用"与"间接免疫调节"双管齐下的研究策略:一方面直接测试化合物对HT-29癌细胞的毒性,另一方面通过巨噬细胞条件培养基(MCM)模拟体内免疫微环境,系统评估这两种天然成分的抗癌机制。

研究团队运用了多种关键技术:通过CCK-8法测定细胞活力,采用ELISA检测MCM中TNF-α、IL-10等细胞因子水平,利用qPCR定量分析Bax和Bcl-2 mRNA表达,并运用Pearson相关系数分析各指标间的关联性。所有实验均使用BALB/c裸鼠模型验证的人源HT-29细胞系,确保研究结果的临床相关性。

抑制效果验证
直接添加实验中,CA和5-CQA在24-48小时内显著降低HT-29细胞活力(P<0.05),其中5-CQA能特异性上调促凋亡基因Bax的表达,使Bax/Bcl-2比值增加。间接处理组中,经CA处理的MCM使HT-29细胞Bax/Bcl-2 mRNA比值显著升高,证实免疫调节作用的存在。

机制解析
研究发现MCM中TNF-α/IL-10分泌比与癌细胞存活率呈显著负相关(P=0.004),而IL-1β水平与Bax/Bcl-2比值呈正相关(P=0.020*)。特别值得注意的是,TNF-α/IL-10比与Bax基因表达呈强相关(r=0.744,P=0.009),这提示M1型巨噬细胞极化产生的促炎微环境可能是激活癌细胞内在凋亡通路的关键。

讨论与展望
该研究首次系统揭示了CA和5-CQA通过"免疫细胞重编程-细胞因子网络调节-线粒体凋亡通路激活"的三级作用机制对抗CRC。其中Bax/Bcl-2家族蛋白的平衡调控成为连接免疫微环境与癌细胞命运的核心枢纽。这一发现不仅为理解天然化合物的多靶点作用提供了新视角,更重要的是为开发基于"免疫代谢调节"的CRC联合治疗方案奠定了理论基础。

研究也存在一定局限:如尚未阐明CA/5-CQA具体如何影响巨噬细胞极化,且体内实验数据有待补充。未来研究可结合代谢组学分析化合物在免疫细胞中的代谢命运,并探索其与现有免疫检查点抑制剂的协同效应。论文发表于《Bioorganic Chemistry》,为天然产物抗癌研究提供了重要范例。

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