龙葵碱通过诱导铁死亡和消除癌症干细胞抑制结直肠癌肝转移的作用及机制研究

本研究针对结直肠癌(CRC)肝转移治疗难题，首次系统揭示了传统中药龙葵主要活性成分龙葵碱(SM)通过调控Nrf2/GPX4/GSS通路诱导铁死亡(ferroptosis)，并下调β-catenin消除癌症干细胞(CSCs)的双重作用机制。研究人员通过体内外实验证实SM可显著抑制CRC细胞增殖、转移和干细胞特性，为临床转化提供新策略。

　　

结直肠癌是全球发病率第三、死亡率第二的恶性肿瘤，其中肝转移是患者死亡的主要原因。尽管手术和放化疗等治疗手段不断进步，但转移性结直肠癌患者的5年生存率仍低至11%，临床亟需新型治疗策略。传统中医理论认为"解毒"是肿瘤治疗的重要原则，而龙葵(Solanum nigrum L.)作为具有解毒活血功效的中药，其活性成分龙葵碱(SM)在多种癌症中显示出抗肿瘤潜力，但其对结直肠癌转移的作用机制尚未阐明。

赣南医学院江西省中药药理学重点实验室的研究团队在《Chinese Medicine》发表重要研究成果，首次揭示SM通过双重机制抑制结直肠癌肝转移：一方面通过抑制Nrf2转录下调GPX4和GSS表达诱导铁死亡，另一方面通过促进β-catenin降解消除癌症干细胞特性。这项研究为中药活性成分抗肿瘤机制研究提供了范式，也为转移性结直肠癌治疗提供了潜在候选药物。

研究采用CCK-8检测细胞活力、Transwell实验评估迁移侵袭能力、流式细胞术分析细胞死亡和ALDH⁺干细胞群、肿瘤球形成实验评价干细胞特性、RNA测序解析分子机制，并建立异种移植模型、患者来源异种移植(PDX)模型和肝转移模型进行体内验证。

SM抑制CRC细胞活力和肝转移
体外实验显示SM对四种CRC细胞系(HCT116、HCT8、COLO205、SW620)的IC₅₀为6.80-13.55μM，显著低于对正常结肠上皮细胞的毒性。三维培养和软琼脂克隆形成实验证实SM可剂量依赖性抑制CRC细胞存活和克隆形成能力。更重要的是，脾脏注射建立的肝转移模型显示，SM处理组小鼠肝脏生物发光信号和转移结节数显著减少，且不引起明显毒性。

SM诱导铁死亡的分子机制
RNA测序发现SM处理后4943个基因表达发生改变，其中铁死亡通路关键基因GPX4、GSS和NFE2L2(Nrf2)显著下调。机制研究表明：1) SM通过降低Nrf2转录水平而非促进蛋白降解来下调其表达；2) ChIP-qPCR证实Nrf2直接结合GPX4和GSS启动子区，SM处理减弱这种结合；3) 过表达Nrf2可逆转SM诱导的脂质ROS积累和细胞死亡。临床数据分析显示，Nrf2/GPX4/GSS在CRC组织中高表达且与不良预后相关，支持其作为治疗靶点的合理性。

SM消除癌症干细胞特性
SM处理使ALDH⁺干细胞群减少4.1倍，连续传代肿瘤球形成能力显著降低。机制上，SM通过转录抑制和促进蛋白降解双重途径下调β-catenin表达，进而抑制其下游靶标c-Myc和Cyclin D1。功能回复实验证实，过表达β-catenin可逆转SM对干细胞特性和转移能力的抑制作用，而敲低β-catenin则增强SM效应。

这项研究首次系统阐明了SM抗结直肠癌转移的双重机制：通过Nrf2/GPX4/GSS轴诱导铁死亡抑制肿瘤细胞增殖和存活，同时通过下调β-catenin消除癌症干细胞特性。研究创新性地将传统中药活性成分与现代肿瘤生物学理论相结合，不仅为SM的临床应用提供了科学依据，也为开发靶向铁死亡和癌症干细胞的抗转移策略提供了新思路。特别值得注意的是，研究采用的PDX模型高度模拟了人类肿瘤特性，增强了研究结论的临床相关性。未来需要进一步探索SM的给药方案和联合治疗策略，推动其向临床转化。