膳食来源的长蒴黄麻(Corchorus olitorius L.)提取物通过激活铁蛋白自噬依赖性铁死亡抑制KRAS突变胰腺癌

《JOURNAL OF FOOD SCIENCE》:Dietary-Derived Corchorus olitorius L. Extract Suppresses KRAS-Mutant Pancreatic Cancer by Activating Ferritinophagy-Dependent Ferroptosis

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月31日 来源:JOURNAL OF FOOD SCIENCE 4.1

编辑推荐:

  胰腺导管腺癌(pancreatic ductal adenocarcinoma, PDAC)是一种高度侵袭性恶性肿瘤,其特征是Kirsten大鼠肉瘤病毒癌基因同源物(KRAS)频繁激活突变,且治疗选择有限。长蒴黄麻(Corchorus olitorius L.

  
胰腺导管腺癌(pancreatic ductal adenocarcinoma, PDAC)是一种高度侵袭性恶性肿瘤,其特征是Kirsten大鼠肉瘤病毒癌基因同源物(KRAS)频繁激活突变,且治疗选择有限。长蒴黄麻(Corchorus olitorius L.)是一种在亚洲广泛食用的传统食用植物,具有已证实的抗炎特性;然而,其抗癌潜力仍不清楚。本研究探讨了长蒴黄麻叶提取物(COE)是否在KRAS突变胰腺癌细胞中诱导铁死亡。采用高效液相色谱-电喷雾电离串联质谱法对COE的化学成分进行了表征。共鉴定出11种化合物,其中槲皮素-3-O-葡萄糖苷含量最高。在研究人员的研究中,KRASG12D突变的PANC1细胞比KRAS野生型BXPC3细胞表现出更强的铁死亡抵抗性。COE增加了活性氧(ROS)的产生和细胞内铁积累,同时抑制抗氧化防御,尤其是在KRAS突变的PANC1细胞中。机制上,COE增强了核受体辅激活因子4(NCOA4)介导的铁蛋白自噬,并下调KRAS和谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)的表达。在PANC1异种移植瘤中,口服COE显著抑制肿瘤生长并增加肿瘤组织内的铁积累。总之,COE通过破坏氧化还原稳态和激活铁蛋白自噬在KRAS突变胰腺癌中诱导铁死亡。这些发现支持COE作为KRAS驱动的PDAC的饮食来源治疗策略的潜力。
实际应用:长蒴黄麻叶提取物(COE)是一种常食用的食用植物,可作为具有潜在抗癌益处(尤其是针对KRAS突变胰腺癌)的功能性食品。通过破坏氧化平衡和铁代谢促进癌细胞死亡,COE可能代表一种有前景的基于食品的治疗策略。
论文解读:膳食来源长蒴黄麻提取物通过激活铁蛋白自噬依赖性铁死亡抑制KRAS突变胰腺癌

胰腺导管腺癌(pancreatic ductal adenocarcinoma, PDAC)是最常见的胰腺癌病理亚型,恶性程度极高,预后极差。超过90%的PDAC患者携带Kirsten大鼠肉瘤病毒癌基因同源物(Kirsten rat sarcoma viral oncogene homologue, KRAS)激活突变,该突变驱动肿瘤进展并对常规放化疗产生抵抗。铁死亡(ferroptosis)是一种铁依赖性、非凋亡性调节性细胞死亡,在RAS突变癌细胞中尤为活跃,但KRASG12D突变可抑制PDAC细胞铁死亡,促进肿瘤存活。铁蛋白自噬(ferritinophagy)是选择性降解铁蛋白的自噬过程,由核受体辅激活因子4(nuclear receptor coactivator 4, NCOA4)介导,在调节PDAC铁死亡易感性中发挥关键作用。长蒴黄麻(Corchorus olitorius L.)是亚洲广泛食用的绿叶蔬菜,具有抗炎等特性,但其抗癌机制尚不明确。本研究旨在探究长蒴黄麻叶提取物(COE)能否通过铁蛋白自噬依赖性铁死亡抑制KRAS突变胰腺癌,研究成果发表于《JOURNAL OF FOOD SCIENCE》。

研究人员采用高效液相色谱-电喷雾电离串联质谱(HPLC-ESI-MS/MS)分析COE成分;以KRASG12D突变型PANC1细胞和KRAS野生型BxPC3细胞(均购自台湾生物资源收集与研究中心)为模型,通过细胞活力检测、活性氧(reactive oxygen species, ROS)测定、线粒体膜电位评估、丙二醛(malondialdehyde, MDA)与谷胱甘肽(glutathione, GSH)及谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase, GPX)水平检测、FerroOrange荧光探针检测Fe2+、蛋白质印迹(Western blotting)、免疫荧光共定位及实时定量PCR等方法考察机制;体内实验以BALB/c裸鼠皮下接种PANC1-荧光素酶(Luc)细胞,采用生物发光成像、苏木精-伊红(H&E)染色、普鲁士蓝染色和免疫组织化学等方法评估抑瘤效果。

研究结果包括以下几个部分:

COE生物活性成分鉴定:HPLC-ESI-MS/MS分析显示COE含11种化合物,其中槲皮素-3-O-葡萄糖苷(quercetin-3-O-glucoside, Q3G)和槲皮素-3-O-香豆酰葡萄糖苷最丰富,说明Q3G可能参与COE的抗癌活性。

BXPC3与PANC1细胞蛋白分析及细胞内Fe2+定位:Western blotting显示PANC1细胞KRAS和谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathione peroxidase 4, GPX4)表达显著高于BxPC3,而NCOA4和Fe2+水平较低,表明KRAS突变PANC1细胞具有铁死亡抵抗表型,适合作为研究模型。

COE诱导氧化应激、线粒体功能障碍和脂质过氧化:COE剂量依赖性地降低细胞活力,增加ROS产生、线粒体膜去极化和MDA含量,降低GPX活性和GSH水平,且对PANC1作用更显著;铁死亡抑制剂Ferrostatin-1(Fer-1)可逆转COE导致的细胞死亡、ROS升高和MDA增加,证实COE通过铁死亡发挥细胞毒作用。

COE对细胞内铁定位及xCT/GPX4轴的影响:FerroOrange染色显示COE剂量依赖性增加PANC1细胞内Fe2+水平;Western blotting显示COE抑制胱氨酸/谷氨酸反转运体(xCT)和GPX4蛋白表达,提示COE削弱抗氧化防御并促进铁积累。

COE诱导NCOA4介导的铁蛋白自噬:免疫荧光显示COE增强NCOA4与溶酶体共定位;Western blotting显示COE促进铁蛋白重链(ferritin heavy chain, FTH)降解,并上调膜铁转运蛋白1(ferroportin-1, Fpn-1)和转铁蛋白受体(transferrin receptor, TFR)表达,表明COE激活铁蛋白自噬并加强铁动员。

COE对铁蛋白自噬相关信号的时间依赖性效应:COE剂量依赖性下调KRAS、核因子E2相关因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2, Nrf2)和铁死亡抑制蛋白1(ferroptosis suppressor protein-1, FSP-1)表达;时间进程实验显示COE处理12小时后KRAS和GPX4下降,NCOA4升高;qPCR证实COE降低KRAS mRNA水平,说明KRAS下调部分发生在转录水平。

COE对PANC1-Luc异种移植瘤模型肿瘤生长的影响:生物发光成像和肿瘤体积测量显示,口服COE(125和250 mg/kg)显著抑制肿瘤生长,且呈剂量和时间依赖性。

COE体内抑制肿瘤生长并调节铁积累和GPX4表达:与对照组相比,COE组肿瘤重量和体积显著减小;组织学检查显示肿瘤结构破坏;普鲁士蓝染色显示铁沉积增加;免疫组织化学显示GPX4表达降低、TFR表达升高;Western blotting显示xCT降低、NCOA4增加、FTH降低,进一步验证了体内铁蛋白自噬和铁死亡的发生。

讨论与结论:COE通过同时破坏氧化还原平衡(增加ROS、抑制GSH-GPX4系统、下调xCT)和激活NCOA4介导的铁蛋白自噬(促进铁释放、增加不稳定铁池),在KRAS突变PDAC细胞中选择性诱导铁死亡。虽然Q3G是主要活性成分,但全提取物比单独Q3G具有更强的GSH消耗
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号