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研究人员针对非小细胞肺癌(NSCLC)治疗难题,研究 3,3′?二吲哚甲烷(DIM),发现其可诱导癌细胞铁死亡,为 NSCLC 治疗提供依据。
肺癌,这个 “癌症杀手”,多年来一直稳居全球癌症相关死亡原因的榜首。每年都有大量患者被诊断出患有肺癌,其中非小细胞肺癌(NSCLC)占比高达 85%。尽管近年来靶向治疗和免疫治疗等新型疗法给 NSCLC 患者带来了一丝希望,但由于肿瘤的异质性和耐药性问题,这些疗法的应用受到了极大限制。因此,寻找新的治疗靶点和方法迫在眉睫。
在这样的背景下,锦州医科大学附属第一医院等机构的研究人员开展了一项关于 3,3′?二吲哚甲烷(DIM)治疗 NSCLC 的研究。该研究成果发表在《Discover Oncology》上,为 NSCLC 的治疗带来了新的曙光。
研究人员采用了多种关键技术方法。细胞实验方面,利用细胞活力检测(CCK-8 assay)、细胞凋亡和周期检测、细胞迁移和侵袭实验(伤口愈合实验、Transwell 实验)等技术,研究 DIM 对 NSCLC 细胞的作用;分子生物学实验方面,运用分子对接模拟技术,探究 DIM 与芳烃受体(AHR)的结合能力,还通过蛋白质免疫印迹(Western blotting)、免疫荧光(Immunofluorescence)技术检测相关蛋白表达;动物实验方面,建立裸鼠皮下荷瘤模型,结合组织学检查(苏木精 - 伊红染色、普鲁士蓝染色)和免疫组化分析,验证 DIM 在体内的抗肿瘤效果。
下面来看具体的研究结果:
- DIM 显著抑制 NSCLC 细胞增殖并诱导凋亡:CCK-8 实验表明,DIM 对 NSCLC 细胞的抑制作用呈浓度和时间依赖性。经不同浓度 DIM 处理后,A549 和 H1299 细胞的活力明显下降,且凋亡细胞比例显著增加。细胞周期检测发现,DIM 可使 A549 细胞阻滞于 G1期,H1299 细胞阻滞于 G2期。
- DIM 抑制 NSCLC 细胞的迁移和侵袭:伤口愈合实验和 Transwell 实验结果显示,DIM 处理后的细胞迁移和侵袭能力显著降低。同时,蛋白免疫印迹检测发现,DIM 能增加上皮标记蛋白 E-cadherin 的表达,降低间质标记蛋白 vimentin 和 MMP9 的表达,表明 DIM 可抑制上皮间质转化(EMT),进而抑制癌细胞的迁移和侵袭。
- DIM 诱导 NSCLC 细胞发生铁死亡:通过多种检测方法发现,DIM 处理后,细胞内 Fe2+、活性氧(ROS)和丙二醛(MDA)水平升高,而谷胱甘肽(GSH)水平降低。线粒体膜电位受损,线粒体体积减小、嵴减少、膜密度增加。铁死亡抑制剂 Fer-1、ROS 清除剂 NAC 以及 AHR 拮抗剂 CH-223191 可逆转这些变化,证明 DIM 通过调节 AHR 表达诱导 NSCLC 细胞发生铁死亡。
- DIM 通过调节 AHR/NRF2/GPX4 轴诱导 NSCLC 细胞铁死亡:分子对接结果显示,DIM 与 AHR 具有良好的结合能力。蛋白免疫印迹和免疫荧光实验表明,DIM 可降低 AHR、核因子 E2 相关因子 2(NRF2)和谷胱甘肽过氧化物酶 4(GPX4)的表达,且这些变化可被 CH-223191、Fer-1 和 NAC 逆转。过表达 NRF2 可部分逆转 DIM 诱导的铁死亡,进一步证实 DIM 通过 AHR/NRF2/GPX4 轴诱导铁死亡。
- 体内实验验证 DIM 抑制 NSCLC 肿瘤生长:在裸鼠皮下荷瘤模型实验中,DIM 处理组的肿瘤体积明显小于对照组,且对小鼠体重无显著影响。组织学检查表明,DIM 对肝、肾组织无损伤。普鲁士蓝染色显示,DIM 处理组肿瘤组织中的铁颗粒聚集增加,免疫组化结果显示,DIM 可抑制 Ki-67、AHR、NRF2 和 GPX4 蛋白的表达,表明 DIM 在体内通过诱导铁死亡抑制肿瘤生长。
研究结论和讨论部分指出,该研究首次从多个角度分析了 DIM 在 NSCLC 治疗中的意义。DIM 可通过调节 AHR/NRF2/GPX4 轴诱导 NSCLC 细胞发生铁死亡,显著抑制 NSCLC 细胞系在体内外的恶性行为,为 DIM 在 NSCLC 临床治疗中的开发和应用提供了理论依据。不过,DIM 在 NSCLC 中的作用机制较为复杂,涉及多个信号通路,后续研究可进一步深入探索,以推动 NSCLC 治疗的发展。