引言
由于发病率高和死亡率高，结直肠癌（CRC）仍是全球卫生系统面临的一项重大挑战。根据国际癌症研究机构（2025）的最新估计，每年约有190万新发病例和超过90万人死于该病（Roustazadeh et al., 2024）。尽管手术、化疗、靶向治疗和免疫治疗取得了显著进展，但晚期患者的预后仍然不佳。对5-氟尿嘧啶和奥沙利铂等标准化学治疗药物产生耐药性，以及治疗相关的毒性，继续损害治疗效果，并导致疾病进展和不良临床结果（Li et al., 2007, 2010）。这些局限性突显了对新型治疗策略的迫切需求，这些策略可以选择性地靶向结直肠癌细胞，同时最大限度减少对正常组织的损害。在众多新兴候选物中，天然生物活性化合物，特别是具有多靶点抗癌特性的植物来源蛋白质，作为结直肠癌的潜在治疗药物，受到了越来越多的关注。PI3K/AKT/mTOR通路是结直肠肿瘤发生的主要驱动因素，并且在结直肠癌（CRC）中经常处于过度激活状态。这种信号网络的失调通过增强细胞增殖、存活、代谢调节、蛋白质合成以及对抗癌治疗的耐药性来促进恶性进展（Zhu et al., 2021）。在此轴中，AKT作为一个核心信号节点，支持癌细胞的存活、生长和代谢适应（Polito et al., 2009; Sikriwal et al., 2008），主要是通过下游靶点，如蛋白质翻译和细胞生长的主要调节因子mTOR（Ham et al., 2017）。PI3K/AKT/mTOR级联的持续激活与结直肠癌的肿瘤起始、进展、转移和化疗耐药性有关（Ding et al., 2022; Zhu et al., 2021）。PTEN通过将PIP3转化为PIP2，充当此通路的关键负调控因子，从而限制AKT的激活并维持细胞稳态。当PTEN功能通过突变、染色体缺失或表观遗传沉默而丧失时，这种抑制作用被移除，导致通路的持续激活，从而促进结直肠癌的发展和进展（Domashevskiy and Goss, 2015; Manoharan et al., 2014; Tung et al., 2008; Zhou et al., 2024）。通过此轴的持续信号传导还抑制了凋亡，部分是通过上调BCL2来实现的，BCL2稳定线粒体完整性，防止细胞色素c释放到细胞质中，抑制caspase激活，并最终保护CRC细胞免受程序性细胞死亡的侵害（Zhou et al., 2024）。同时，PI3K/AKT/mTOR信号传导通过调节CD44来帮助维持癌干细胞样特征，CD44是结直肠癌干细胞的公认标志物，与肿瘤起始、转移和治疗抵抗密切相关（Ding et al., 2022; Marafie et al., 2024; Zhang et al., 2025; Zhu et al., 2021）。总而言之，这些观察结果表明，能够调节PTEN/AKT/mTOR轴、重新激活凋亡通路并减少干性相关特征的试剂可能在CRC中具有有意义的治疗价值。
在众多调查的候选物中，植物来源的核糖体失活蛋白（RIPs）因其对恶性细胞具有强效细胞毒性作用而引起了越来越多的关注。RIPs是一族RNA N-糖苷酶，具有多种生物活性，包括抗病毒、抗寄生虫和抗癌作用（Chen et al., 2019; Croce et al., 2026）。根据其结构组织，它们被分为三大类。I型RIPs由一个约30 kDa的单一酶活性多肽组成，由于其相对简单的结构和适合重组生产的特点，被认为特别有吸引力用于治疗开发（Chen et al., 2019）。I型RIPs通过选择性脱去28S rRNA alpha-沙氏霉素/蓖麻环中A4324位置的腺嘌呤残基来发挥其细胞毒性作用。这种修饰阻止延长因子2（EF-2）与核糖体结合，不可逆地阻断蛋白质合成，并最终导致细胞死亡（Croce et al., 2026）。虽然rRNA脱嘌呤是RIPs公认的生化活性，但这一事件对SoRIP在结直肠癌细胞中诱导的凋亡的直接贡献尚未得到实验证实。
RIPs诱导的凋亡反应是复杂的，涉及多种相互联系的机制，包括线粒体功能障碍、caspase-3激活和内质网应激信号传导（Iksen et al., 2024），如之前的综述（Feng et al., 2026）所述。许多I型RIPs，如皂苷素、赤芝毒素（TCS）、商陆抗病毒蛋白（PAP）、凝胶素和α-胡椒毒素（alpha-MMC），在广泛的癌症模型中显示出明显的抗增殖和促凋亡活性（Leiphrakpam and Are, 2024; Yan et al., 2024）。其中，赤芝毒素被研究得最多，最近的综述总结了其构效关系、分子靶点和临床局限性，强调了其治疗前景（Fang et al., 2019; Miao et al., 2015）。即便如此，在结直肠癌中研究的植物来源的I型RIPs相对较少，其抗肿瘤作用的分子基础仍然定义不足。
菠菜（Spinacia oleracea）是据报道产生I型核糖体失活蛋白的植物物种之一（Chen et al., 2019; Croce et al., 2026）。虽然其生化特性和核糖体失活活性已被描述，但其抗癌潜力仍远不如皂苷素、赤芝毒素、商陆抗病毒蛋白和凝胶素等特征更明确的I型RIPs了解得那么深入，所有这些RIPs在多种实验癌症系统中都显示出强烈的抗增殖和促凋亡作用（Leiphrakpam and Are, 2024; Yan et al., 2024）。最近，从红叶甜菜（Atriplex hortensis）中分离出了一种新型I型RIPs，称为绣球花素，并显示其通过凋亡机制对胶质母细胞瘤细胞发挥细胞毒性作用（Ancheta et al., 2022）。相比之下，菠菜RIP对控制结直肠癌进展、凋亡和干性的信号通路的影响尚未得到系统的检查。因此，重组菠菜I型RIP值得作为结直肠癌中进一步评估的潜在信息丰富的候选物进行调查研究。
尽管人们越来越关注植物来源的核糖体失活蛋白作为抗癌药物，但重组菠菜I型RIP在结直肠癌中的活性基本上仍未得到表征。据我们所知，以往没有研究系统地检查过菠菜RIP是否通过调节PTEN/AKT/mTOR轴来抑制CRC细胞存活，同时影响凋亡和干性相关标志物。针对这一空白，本研究调查了重组菠菜I型RIP在HT29细胞中的抗增殖和促凋亡作用，并评估其对CASP3、BCL2、PTEN、AKT、mTOR和CD44表达的影响，特别关注PTEN/AKT/mTOR通路、凋亡调节和癌症干性。
