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为探究丹参酮 IIA对耐紫杉醇非小细胞肺癌 A549/Tax 的作用,研究发现其或通过 PI3K-AKT-mTOR 通路影响 MMP7 表达抑制细胞增殖。
肺癌,这个全球范围内的 “健康杀手”,在 2022 年新确诊病例高达 248.03 万,雄踞各类癌症榜首,每年因肺癌丧生的人数超 180 万。非小细胞肺癌(NSCLC)占肺癌患者的 80 - 85%,早期患者若能手术切除肿瘤,本有治愈希望,可肺癌早期症状隐匿、不具特异性,导致很多患者确诊时已到晚期,失去手术机会,即便有免疫疗法、化疗、放疗等手段,总体生存率依旧不容乐观。
紫杉醇作为常用化疗药,在肺癌治疗中却面临耐药困境,NSCLC 患者极易对一线紫杉醇化疗产生耐药性,寻找后续治疗方案或克服耐药性迫在眉睫。丹参酮 IIA是从中药丹参中提取的活性成分,此前研究显示它能抑制肺癌细胞生长、克服部分肺癌耐药性,还能增强其他治疗效果,但它对耐紫杉醇 NSCLC 的作用尚不明确。
为解开这一谜题,中国研究人员展开研究,相关成果发表在《Discover Oncology》上。该研究为肺癌治疗提供了新方向,有望改善患者预后。
在本次研究中,研究人员采用了多种关键技术方法。利用细胞计数试剂盒 - 8(CCK-8)检测细胞活力,以此分析丹参酮 IIA对 A549/Tax 细胞的抑制作用;通过分析公共数据集、自收集转录组数据集和药物靶点,结合实时荧光定量聚合酶链反应(RT-qPCR)和癌症基因组图谱(TCGA)数据,筛选和验证核心基因;运用在线工具和 R 语言软件包进行富集分析,探索潜在机制;借助分子对接和分子动力学模拟,研究丹参酮 IIA与相关蛋白的结合能力;最后通过蛋白质免疫印迹(Western blot)实验,进一步验证潜在机制。
研究结果如下:
- 丹参酮 IIA对 A549/Tax 有效:CCK-8 实验表明,紫杉醇对 A549 和 A549/Tax 的半数抑制浓度(IC50)分别为 20 - 30 ng/ml 和大于 20 μg/ml,丹参酮 IIA对 A549 和 A549/Tax 的 IC50分别为 15 - 20 μmol/L 和 70 - 80 μmol/L,对正常肺泡上皮细胞 BEAS-2B 的 IC50大于 100 μmol/L,证实了细胞系和药物的正确性,以及丹参酮 IIA对正常细胞的安全性。
- MMP7 是核心基因:分析多个数据集并经 qPCR 验证,发现基质金属蛋白酶 7(MMP7)在正常肺泡上皮细胞 BEAS-2B、非小细胞肺癌细胞 A549 和耐紫杉醇非小细胞肺癌细胞 A549/Tax 中表达依次升高,且药物处理后其表达显著降低,是丹参酮 IIA作用的关键靶点。
- 潜在机制:对 MMP7 共表达基因进行富集分析,发现其在细胞外基质、细胞外结构组织、细胞外基质分解等生物学过程显著富集,KEGG 富集结果显示 PI3K-AKT 信号通路可能在丹参酮 IIA抑制 A549/Tax 过程中起关键作用。
- MMP7 在非小细胞肺癌中的诊断和预后价值:通过对大量样本进行分析,绘制受试者工作特征曲线(ROC)和生存曲线(Kaplan - Meier),结果表明 MMP7 对肺腺癌和肺鳞癌有良好的诊断性能,且高表达的 MMP7 可能是潜在的预后危险因素。
- 丹参酮 IIA与相关蛋白结合能力强:分子对接和分子动力学模拟结果显示,丹参酮 IIA与 PI3K、AKT、mTOR 和 MMP7 具有高亲和力,能形成氢键和非键接触,结合稳定。
- 丹参酮 IIA影响 PI3K-AKT 信号通路:Western blot 实验表明,丹参酮 IIA和 PI3K 抑制剂 BKM120 可降低 PI3K、p-AKT、AKT、mTOR 和 MMP7 的表达,且该作用能被 PI3K 激活剂 740 Y-P 阻断,提示 MMP7 可能位于 PI3K-AKT 通路下游,丹参酮 IIA可能通过该通路影响 MMP7 表达抑制 A549/Tax 生长。
- Marimastat 的潜在价值及联合用药效果:MMP7 抑制剂 Marimastat 对 A549/Tax 有潜在抑制作用,但 IC50大于 100 μM,对 BEAS-2B 无明显细胞毒性。丹参酮 IIA与紫杉醇联合使用,未显著增强对 A549/Tax 的抑制作用,且对 BEAS-2B 有明显抑制。
研究结论表明,丹参酮 IIA可能通过 PI3K-AKT-mTOR 信号通路影响 MMP7 表达,抑制 A549/Tax 细胞增殖而非诱导凋亡,发挥抗肿瘤作用。不过,该研究也存在局限性,如部分依赖公共数据集可能遗漏潜在靶点,未评估对肝肾功能的影响,未深入研究 Marimastat,缺乏体内实验验证等。尽管如此,这一研究为肺癌治疗提供了新的理论依据和潜在治疗策略,未来仍需更多研究加以完善,推动肺癌治疗领域的进步。