生物工程金纳米构建体在胃癌发生中对细胞死亡调节因子和炎症基因的分级网络调控：一种潜在的胃癌治疗新策略

《Cancer Nanotechnology》：Hierarchical network modulation of cell death regulators and inflammatory genes by biogenically engineered gold nanoconstructs with CK in gastric tumorigenesis

为解决胃癌治疗难题，庆熙大学生命科学学院研究人员开展了关于生物工程金纳米构建体（BAL-CK-GNPs）抗胃癌潜力的研究。结果显示，BAL-CK-GNPs 对 AGS 细胞抑制效果最佳，能诱导多种细胞死亡并调节炎症。这为胃癌治疗提供了新策略。

　　癌症，这个全球健康的 “头号公敌”，每年都无情地夺走无数人的生命。其中，胃癌（Gastric Cancer，GC）更是常见且致命，即便现代医学在诊断和治疗手段上不断进步，许多患者确诊时仍已处于晚期，化疗和放疗不仅副作用大，还容易出现耐药问题，患者的生存率依旧不容乐观。在这样的困境下，寻找更有效的胃癌治疗方法迫在眉睫。庆熙大学生命科学学院的研究人员开展了一项极具意义的研究，试图探索出一条新的抗癌之路，相关成果发表在《Cancer Nanotechnology》杂志上。

研究人员将目光聚焦于生物工程金纳米构建体（BAL-CK-GNPs），它由双歧杆菌动物亚种乳酸杆菌（Bifidobacterium animalis subsp. lactis，BAL）和人参皂苷化合物 K（Compound K，CK）合成。研究人员运用了多种关键技术方法，包括透射电子显微镜（Transmission Electron Microscopy，TEM）分析、增强暗场显微镜（Enhanced Dark-Field，EDF）分析、荧光显微镜分析、定量实时聚合酶链反应（Quantitative Real Time PCR，qRT-PCR）分析以及 RNA 测序（RNA-seq）等。

研究结果：

1. BAL-CK-GNPs 的特性：通过前期研究，已确定 BAL-CK-GNPs 的最佳合成参数，其呈球形，粒径在 10 - 25nm。傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析证实 CK 成功负载到纳米颗粒上，元素映射、选区电子衍射（SAED）图案、能量色散 X 射线光谱（EDX）和 zeta 电位分析也验证了其合成的成功和稳定性。此外，BAL-CK-GNPs 的载药效率约为 1.67%，超声处理后，约 16.664μg/g 的 CK 释放到培养基中。
2. 细胞毒性研究：利用 MTT 法检测 BAL-CK-GNPs 对多种癌细胞系的细胞毒性，结果表明其对 A549、HT-29 和 AGS 细胞的增殖均有显著的剂量依赖性抑制作用。其中，对 AGS 细胞的抑制效果最为显著，半数抑制浓度（IC₅₀）为 43.72μg/mL，基于此，选择 AGS 细胞进行后续研究。
3. 细胞内摄取和定位：TEM 和 EDF 显微镜分析显示，BAL-CK-GNPs 能有效被 AGS 细胞摄取并分布到细胞内多个关键区域，如细胞质、线粒体、细胞核和内质网等。
4. 诱导细胞凋亡：通过 Hoechst 33258 和碘化丙啶（Propidium Iodide，PI）染色、Mito-Tracker 染色以及 qRT-PCR 分析凋亡相关基因的表达，发现 BAL-CK-GNPs 能诱导 AGS 细胞发生凋亡，表现为细胞形态改变、荧光强度增加，同时抗凋亡基因 Bcl-2 表达下调，促凋亡基因 Bax、细胞色素 C（Cytochrome C）、半胱天冬酶 3（Caspase 3）和半胱天冬酶 9（Caspase 9）表达上调。
5. 转录组分析：RNA 测序分析发现，与对照组相比，BAL-CK-GNPs 处理的 AGS 细胞中有 224 个差异表达基因（Differentially Expressed Genes，DEGs），其中 78 个上调，146 个下调。京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG）通路分析表明，这些 DEGs 涉及铁死亡、谷胱甘肽代谢、坏死性凋亡以及 NF-κB、IL-17 和 TNF 信号通路等。基因本体（Gene Ontology，GO）分析显示，其参与调节干扰素（Interferon，IFN）信号通路、细胞结构调节和 RNA 结合等过程。
6. 蛋白质 - 蛋白质相互作用网络分析：对 146 个与细胞死亡调节相关的蛋白质进行网络分析，鉴定出 621 个相互作用蛋白。通过不同方法筛选出 10 个关键基因，其中 ISG15 连接性最强，IFI35、DDX58、IFIT1、ISG15、EIF2AK2、IFIH1、FLT3LG 和 IRF7 等 8 个蛋白可能在调节细胞死亡和炎症途径中发挥重要作用。

研究结论和讨论部分指出，BAL-CK-GNPs 在体外实验中展现出了强大的抗胃癌潜力，它通过诱导细胞凋亡、铁死亡、坏死性凋亡以及调节炎症反应来抑制胃癌细胞的生长。然而，该研究存在一定局限性，如未在 mRNA 和蛋白质水平对相关基因进行验证，且仅进行了体外实验，缺乏体内研究和临床试验。尽管如此，这项研究依旧为胃癌治疗提供了新的方向和潜在策略，后续研究可进一步完善相关实验，推动 BAL-CK-GNPs 从实验室走向临床应用，为广大胃癌患者带来新的希望。