《Biocell》:Apoptosis in Human Gastric Cancer Cells is Triggered by
Petasites japonicus Extract via ROS-Dependent MAPK Pathway Activation
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本研究针对胃癌治疗中化疗耐药及副作用严重等问题,以传统药用植物日本蜂斗菜(PJ)为研究对象,通过体外实验证实其甲醇提取物(PJE)可经ROS/MAPK通路诱导线粒体依赖性凋亡,为天然抗胃癌药物开发提供了新策略。
胃癌是全球第五大高发恶性肿瘤,尤其腺癌类型在晚期患者中预后极差。尽管手术和化疗是主要治疗手段,但化疗耐药性(MDR)和严重副作用(如恶心、神经病变等)成为临床难题。传统化疗药物在杀伤癌细胞的同时对正常细胞造成无差别损伤,且超过90%的化疗患者死亡与多药耐药相关。在这一背景下,从天然植物中寻找低毒高效的抗癌成分成为研究热点。
日本蜂斗菜(Petasites japonicus, PJ)作为东亚传统药用植物,已知具有抗氧化、抗炎等活性,但其抗胃癌机制尚未明确。发表于《Biocell》的这项研究首次系统揭示了PJ甲醇提取物(PJE)通过调控ROS-MAPK-线粒体通路诱导人胃腺癌细胞(AGS)凋亡的分子机制。
研究团队采用MTT/CCK-8法检测细胞活力,流式细胞术分析细胞周期与ROS水平,蛋白质印迹法(Western blot)检测凋亡相关蛋白(Bcl-2、Bax、caspase等)及MAPK通路蛋白磷酸化水平,并通过caspase活性试剂盒验证凋亡执行阶段关键酶活性。
3.1. PJE诱导AGS细胞死亡
通过MTT和CCK-8实验发现,PJE处理24小时后,AGS细胞存活率呈浓度依赖性下降,200 μg/mL时存活率降至24.3%。流式细胞术显示亚G1期细胞比例显著升高(200 μg/mL时达61.4%),表明PJE主要通过诱导凋亡抑制癌细胞增殖。
3.2. PJE通过线粒体通路介导凋亡
Western blot结果显示PJE下调抗凋亡蛋白Bcl-2和survivin表达,同时促凋亡蛋白Bax表达量提升至对照组的277.3%。caspase-3/9活性检测及PARP-1切割实验证实PJE激活内在凋亡通路:caspase-9活性升高174.2%,caspase-3活性提升153.1%,且PARP-1被切割为89 kDa片段。
3.3. MAPK通路参与PJE诱导的凋亡
以200 μg/mL PJE处理AGS细胞0.5–4小时,发现ERK、JNK、p38磷酸化水平随时间推移显著上升,其中p-ERK在4小时时增至对照组的1904.8%,表明MAPK通路被持续激活并参与凋亡调控。
3.4. ROS生成是PJE促凋亡的关键触发因素
DCF-DA荧光探针检测显示PJE处理组ROS水平最高提升至对照组的195.8%,且与凋亡率呈正相关,证实ROS爆发是激活下游MAPK通路及线粒体凋亡的起始信号。
本研究结论表明,PJE通过引发ROS累积,激活MAPK信号转导,进而调控Bcl-2/Bax平衡,诱导线粒体途径的caspase级联反应,最终导致胃癌细胞凋亡。该发现不仅阐明了一种传统草药抗肿瘤的作用机制,也为克服胃癌化疗耐药提供了新思路。需注意本研究仅基于体外细胞实验,后续需通过动物模型验证PJE的安全性及体内疗效,并分离其具体活性成分以推动药物研发。