石榴根提取物通过抑制癌细胞侵袭性与血管生成拟态能力展现抗转移潜力
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时间:2025年09月28日
来源:Biochemistry and Biophysics Reports 2.2
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本研究针对癌症转移治疗中侵袭性和血管生成拟态(VM)抵抗抗血管药物的难题,首次系统探究石榴根提取物(PR)对肺癌A549和肝癌SK-Hep-1细胞模型的抗转移作用。研究发现PR通过剂量依赖方式抑制细胞侵袭、迁移和MMPs分泌,并显著降低VM形成,其作用机制与调控MET/AKT/ERK信号通路密切相关。该研究为开发新型抗转移药物提供了天然产物来源的重要理论依据。
癌症转移一直是肿瘤治疗中最具挑战性的环节,约90%的癌症死亡与此相关。这一复杂过程不仅涉及癌细胞对周围组织的侵袭和迁移,还包含通过血液或淋巴系统传播至远端器官的多个步骤。传统抗血管生成治疗虽能靶向内皮细胞形成的血管,却对肿瘤细胞自身形成的血管样结构——血管生成拟态(Vasculogenic Mimicry, VM)无能为力。更令人担忧的是,抗血管药物甚至可能诱发VM形成,从而加速转移进程。因此,开发同时具有抗侵袭和抗VM能力的治疗策略成为当前研究的热点。
石榴(Punica granatum L.)作为一种传统药用植物,其果汁、果皮、种子和叶片均被报道具有抗癌活性,但关于其根部抗转移潜力的研究尚属空白。为此,研究人员在《Biochemistry and Biophysics Reports》发表了开创性研究,首次系统揭示石榴根提取物(Pomegranate root extract, PR)在抑制癌症转移方面的双重功效。
研究团队采用乙醇提取法制备石榴根和叶提取物,通过LC-MS技术进行植物化学成分分析。采用MTT法检测细胞毒性,Transwell小室实验评估细胞侵袭和迁移能力,明胶酶谱法分析基质金属蛋白酶(MMPs)活性,蛋白质印迹法考察信号通路蛋白表达,并通过Matrigel管腔形成实验评价VM能力。
3.1. 石榴叶和根提取物对A549肺癌细胞的细胞毒性和抗侵袭活性
研究发现,石榴根提取物(PR)的IC20和IC50值分别为90和520μg/ml,显著低于叶提取物(PL)的毒性。在亚毒性浓度下,PR表现出强大的抗侵袭活性,使A549细胞的侵袭能力降低94%,远优于PL的微弱效果。
3.2. 石榴根提取物抑制A549细胞迁移和MMP-2产生
剂量效应研究显示,PR在10-100μg/ml浓度范围内呈剂量依赖性抑制细胞侵袭、迁移和MMP-2产生。最高浓度下,对这三者的抑制率分别达到93%、88%和98%,表明PR通过同时干预迁移和基质降解两个关键过程来抑制侵袭。
3.3. 石榴根提取物抑制A549细胞中的肝细胞生长因子信号通路
机制研究表明,PR能够显著抑制肝细胞生长因子(HGF)诱导的MET受体及其下游AKT和ERK通路的磷酸化激活。这种抑制模式与MET特异性抑制剂SU11274相似,提示MET是PR的作用靶点之一。
3.4. 石榴根提取物降低SK-Hep-1细胞的血管生成拟态能力
在VM能力强的SK-Hep-1肝癌细胞中,PR的IC20和IC50值分别为210和650μg/ml。在非毒性浓度下,PR剂量依赖性地抑制细胞迁移和MMP-9产生,并显著降低VM管腔形成能力达31%。
3.5. 石榴根提取物对SK-Hep-1细胞中VM相关信号通路的抑制作用
有趣的是,在SK-Hep-1细胞VM形成过程中,PR能剂量依赖性抑制AKT和ERK磷酸化,但不影响其上游FAK(Y397)的磷酸化状态,表明PR通过FAK非依赖性途径调控AKT/ERK信号。
LC-MS分析鉴定出PR中含有15种特有成分,包括鞣花酸衍生物、黄酮类、甾体和木脂素等。鞣质和鞣花酸衍生物是PR中的主要天然产物类别,其中芒果苷、库马斯特罗和根皮苷等成分已知具有抗侵袭活性。
研究结论与讨论部分强调,该研究首次报道了石榴根提取物的抗转移潜力,证明其通过双重机制抑制癌细胞侵袭性和VM能力。在A549细胞中,PR靶向HGF/MET信号通路,抑制下游AKT和ERK激活;而在SK-Hep-1细胞中,PR通过FAK非依赖方式抑制AKT/ERK信号,从而削弱VM形成能力。
这种机制差异提示PR可能通过多靶点发挥作用:在侵袭抑制方面主要靶向MET受体,而在VM抑制中可能作用于EphA2或VE-cadherin等VM相关分子。PR中特有的活性成分如库马斯特罗、芒果苷和根皮苷都可能贡献于其抗转移效果,其中库马斯特罗已知能抑制PI3K/AKT信号,芒果苷则可同时抑制PI3K/AKT和ERK通路。
该研究的重要意义在于发现了石榴根这一传统药用部位的新价值,为开发抗转移药物提供了天然产物来源的先导化合物。同时,研究揭示了靶向VM形成机制的新策略,为解决抗血管治疗耐药问题提供了新思路。未来研究可进一步分离鉴定PR中的活性单体成分,并深入探索其作用于EphA2/VE-cadherin/PI3K/AKT信号通路的具体分子机制,推动石榴根提取物向临床抗转移治疗应用发展。
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