乐伐替尼治疗膀胱癌新突破:通过 EGFR/ERK/P38/NF-κB 通路增强顺铂敏感性、诱导凋亡并抑制转移

【字体: 时间:2025年02月16日 来源:Cancer Cell International 5.3

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  为解决膀胱癌治疗难题,台湾多单位研究人员开展乐伐替尼对膀胱癌作用的研究。结果显示其可增强顺铂敏感性、诱导凋亡、抑制转移。该研究为膀胱癌治疗提供新方向,极具科研价值,推荐科研读者阅读。

  
台湾卫生福利部桃园总医院泌尿科等多单位的研究人员 Chih-Hung Chiang、Jr-Di Yang、Wei-Lin Liu 等在《Cancer Cell International》期刊上发表了题为 “Mechanistic insights of lenvatinib: enhancing cisplatin sensitivity, inducing apoptosis, and suppressing metastasis in bladder cancer cells through EGFR/ERK/P38/NF-κB signaling inactivation” 的论文。这篇论文在膀胱癌治疗领域意义重大,为探寻膀胱癌新的治疗策略提供了关键的理论依据和实践方向,有望改善膀胱癌患者的治疗现状。

一、研究背景


膀胱癌作为最常见的尿路上皮癌,主要分为非肌层浸润性膀胱癌(NMIBC)和肌层浸润性膀胱癌(MIBC) 。目前,传统治疗手段如根治性膀胱切除术、化疗和放疗,常因癌症的高复发率和转移率而受限,治疗效果难以令人满意。因此,探索能够降低膀胱癌复发和转移风险的辅助治疗方法,成为提升膀胱癌治疗效果的关键研究方向。

表皮生长因子受体(EGFR)是一种酪氨酸激酶跨膜受体,在膀胱癌中,其过表达与肿瘤进展密切相关,还会导致患者预后不佳。EGFR 能够激活下游致癌通路,促进癌细胞的生长、抗凋亡、转移、血管生成以及上皮 - 间质转化(EMT,上皮细胞失去极性和细胞间连接,转化为具有间质细胞特性的过程,该过程有助于癌细胞转移)等过程。已有研究表明,抑制 EGFR 不仅能抑制膀胱癌生长,还可提高其对放疗的敏感性,例如厄洛替尼作为 EGFR 抑制剂,对接受根治性膀胱切除术的膀胱癌患者有辅助治疗效果。

乐伐替尼(Lenvatinib)是一种多激酶抑制剂,能通过靶向致癌和血管生成激酶,如成纤维细胞生长因子(FGF)受体、酪氨酸蛋白激酶 KIT(CD117)、血管内皮生长因子(VEGF)受体和血小板衍生生长因子受体等,促使肿瘤消退。此前研究发现,乐伐替尼在非小细胞肺癌(NSCLC)和肝细胞癌(HCC)治疗中,可通过减弱 AKT、蛋白激酶 C delta(PKC - δ)和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路来抑制肿瘤进展。然而,乐伐替尼抑制膀胱癌进展的过程中,EGFR 信号通路的抑制作用尚不明确。所以,本研究旨在探究乐伐替尼对 EGFR 信号介导的膀胱癌进展的抑制效果。

二、研究方法


  1. 细胞培养:人膀胱癌 T24 细胞系和小鼠膀胱癌 MB49 细胞系购自台湾生物资源保存及研究中心(BCRC),TSGH - 8301 细胞系由中国医药大学 Jing - Gung Chung 教授实验室提供。细胞培养于添加 10% 胎牛血清、1% 青霉素 - 链霉素和 L - 谷氨酰胺的 McCoy’s 5A 培养基、RPMI 1640 培养基或 DMEM 高糖培养基中,在 37°C、5% 环境下培养。
  2. MTT 检测:在 96 孔板中接种细胞,分别加入不同浓度的乐伐替尼、顺铂或两者组合,培养 24 和 48 小时后,加入 MTT 溶液,再用二甲基亚砜(DMSO)溶解,通过酶标仪检测 570nm 波长处的吸光度,评估细胞活力。
  3. 构建 NF - κB 报告基因系统及相关检测:在 TSGH - 8301 细胞中利用质粒构建 NF - κB 报告基因系统,转染后用 G418 筛选稳定克隆。通过 NF - κB 报告基因检测不同处理下 NF - κB 的激活情况。
  4. 细胞周期、凋亡及相关信号通路检测:使用流式细胞术进行细胞周期分析、Annexin V/PI 双染检测细胞凋亡、检测 caspase - 3、8、9 及 FAS - L/FAS 激活情况、检测线粒体膜电位(MMP)变化;采用蛋白质免疫印迹法(Western blotting)检测相关蛋白表达;运用免疫荧光核转位实验观察 NF - κB 的核转位情况。
  5. 迁移和侵袭实验:使用 Transwell 小室,分别进行有无基质胶(Matrigel)包被的实验,检测细胞迁移和侵袭能力。
  6. 动物实验:选取六周龄雄性 C57BL/6JNarl 小鼠,皮下接种 MB49 细胞构建肿瘤模型。将小鼠分组,分别给予不同处理,记录体重,实验结束后获取肿瘤进行分析;对肿瘤及其他组织进行苏木精 - 伊红(H&E)染色和免疫组化(IHC)染色。
  7. 统计分析:采用 Student’s t 检验和单因素方差分析(one - way ANOVA),使用 GraphPad Prism 7 软件进行统计,P < 0.05 为差异具有统计学意义,实验均独立重复三次。

三、研究结果


  1. 乐伐替尼对膀胱癌细胞的毒性及与顺铂的协同作用:MTT 实验表明,乐伐替尼对 TSGH - 8301、T24 和 MB49 细胞系的毒性呈剂量和时间依赖性,48 小时的值在 10 - 13μM 之间。联合用药实验发现,乐伐替尼可使膀胱癌细胞对顺铂更敏感,从 10μM 乐伐替尼与 2μM 顺铂联合使用开始呈现协同效应(CI < 1)。进一步研究发现,乐伐替尼可诱导膀胱癌细胞凋亡,使早期和晚期凋亡细胞增多,激活死亡受体途径(FAS 及其配体和下游 caspase - 8)和线粒体依赖途径(线粒体膜电位丧失和 caspase - 9 激活)。
  2. 乐伐替尼对膀胱癌基因模式及 EGFR/ERK/P38/NF - κB 信号通路的影响:Western blotting 分析显示,肿瘤细胞(T24 和 TSGH - 8301)中 NF - κB 表达高于正常细胞(SVHUC - 1),且顺铂处理可使 TSGH8301/NF - κB - luc2 细胞中 NF - κB 激活呈剂量依赖性。NF - κB 报告基因检测表明,乐伐替尼、厄洛替尼(EGFR 抑制剂)、PD98059(ERK 抑制剂)和 SB20580(P38 抑制剂)可调节 NF - κB 激活。乐伐替尼能有效抑制顺铂诱导的 EGFR 和 NF - κB 磷酸化,以及 EGF 介导的 EGFR 激活,还可减少 EGFR 通路下游蛋白(ERK、P38 和 NF - κB)的磷酸化,且抑制作用呈剂量依赖性。
  3. 乐伐替尼对膀胱癌转移和抗凋亡相关因子的调控作用:迁移和侵袭实验显示,乐伐替尼可抑制膀胱癌细胞的侵袭和迁移能力。对 EMT 相关因子的研究发现,乐伐替尼可使 Twist、Snail - 1、ZEB - 1 和 ZEB - 2 表达下降,同时诱导上皮标记物 E - cadherin 表达增加,间充质标记物 N - cadherin 表达减少,还可降低转移因子 MMP9 的表达。此外,乐伐替尼能抑制膀胱癌细胞的抗凋亡作用,降低抗凋亡因子 MCL - 1、c - FLIP 和 XIAP 的表达。
  4. 乐伐替尼及其与顺铂联合用药在体内的抗肿瘤效果及安全性:动物实验中,随着乐伐替尼剂量增加,对 MB49 荷瘤小鼠的肿瘤抑制效果增强,且未引起小鼠体重变化、肝功能指标(AST、ALT 和 γGT)改变及心、肝、肾等组织病理变化。联合用药实验表明,乐伐替尼与顺铂联合使用的肿瘤抑制效果优于单药治疗,且对小鼠体重和正常组织无明显不良影响。
  5. 乐伐替尼在体内诱导凋亡及抑制 EGFR/ERK/P38/NF - κB 信号通路的验证:在体内模型中,乐伐替尼可激活 caspase - 3、 - 8 和 - 9,抑制抗凋亡因子 MCL - 1、c - FLIP 和 XIAP 的表达,降低转移因子 MMP9 的表达,调节 EMT 相关因子(抑制 Twist、Snail1、ZEB - 1 和 ZEB - 2,增加 E - cadherin,减少 N - cadherin),并显著抑制 EGFR、ERK、P38 和 NF - κB 的磷酸化,且呈剂量依赖性。

四、研究结论与讨论


本研究表明,乐伐替尼可通过外源性和内源性途径诱导膀胱癌细胞凋亡,增强膀胱癌细胞对顺铂的敏感性,同时破坏 EGFR/ERK/P38/NF - κB 轴介导的癌细胞存活和转移潜能。这意味着乐伐替尼有望成为膀胱癌治疗的新选择,无论是单独使用还是与顺铂联合使用,都具有潜在的临床应用价值。

EGFR 过表达与膀胱癌的肌肉浸润和复发密切相关,其激活可通过下游致癌通路促进肿瘤进展,NF - κB 在 EGFR 介导的肿瘤生长、存活和转移中起关键作用,ERK 和 P38 等丝裂原活化蛋白激酶参与调节 NF - κB 激活。本研究发现,乐伐替尼可抑制 EGFR/ERK/P38/NF - κB 信号通路,且能抑制顺铂诱导的 EGFR/NF - κB 激活,增强顺铂对膀胱癌细胞的毒性。此外,乐伐替尼还可降低抗凋亡蛋白(MCL - 1、c - FLIP 和 XIAP)的表达,这些蛋白的减少有助于提高顺铂的抗癌效果。

同时,乐伐替尼抑制膀胱癌转移的作用也十分显著。它可抑制 EMT 相关蛋白(Twist、Snail、ZEB1 和 ZEB2)和 MMP9 的表达,这些蛋白与膀胱癌的侵袭、复发和不良预后密切相关。乐伐替尼通过抑制这些蛋白,有效减少了癌细胞的转移能力。

总的来说,该研究为膀胱癌的治疗提供了新的理论依据和潜在治疗方案。乐伐替尼在诱导癌细胞凋亡、抑制肿瘤转移以及增强现有化疗药物疗效方面展现出的优势,使其成为膀胱癌治疗领域极具潜力的药物,有望为膀胱癌患者带来新的希望,未来可进一步开展临床试验,验证其在人体中的治疗效果和安全性 。

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