《World Journal of Surgical Oncology》:DCC-2036 inhibits osteosarcoma via targeting HCK and the PI3K/AKT-mTORC1 axis to promote autophagy
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为解决骨肉瘤(OS)驱动基因不明、治疗手段有限的问题,研究人员开展了 DCC-2036 对骨肉瘤作用的研究。结果发现 DCC-2036 可抑制骨肉瘤细胞增殖、迁移等,通过靶向 HCK/AKT/mTORC1 轴诱导自噬发挥抗肿瘤作用,为骨肉瘤治疗提供新方向。
骨肉瘤是青少年和儿童中常见的骨肿瘤,它就像一个隐藏在身体里的 “恶魔”,具有进展迅速、恶性程度高、预后差以及易发生肺转移等特点。目前,手术和化疗是治疗骨肉瘤的主要手段,但化疗存在高耐药性和严重毒副作用的问题,比如会对耳朵、肾脏、心脏和神经等造成损伤。而且,骨肉瘤的驱动基因一直未被明确,这使得寻找新的治疗靶点和药物成为医学领域亟待解决的难题。
在这样的背景下,重庆医科大学附属第二医院和南华大学衡阳医学院等机构的研究人员开展了一项关于 DCC-2036 对骨肉瘤作用的研究。该研究成果发表在《World Journal of Surgical Oncology》上。研究发现,DCC-2036 能够通过靶向 HCK/AKT/mTORC1 轴诱导自噬,从而有效地抑制骨肉瘤细胞的生长、迁移和侵袭,展现出良好的抗肿瘤活性,且没有明显的毒性,为骨肉瘤的治疗带来了新的希望。
研究人员在开展研究时,主要运用了以下关键技术方法:首先是细胞实验技术,使用人骨肉瘤细胞系 MG-63 和 143B 进行体外培养;其次是网络药理学分析技术,用于预测 DCC-2036 的潜在靶点;还有蛋白质免疫印迹(Western blotting)技术,检测相关蛋白的表达水平;另外,构建肿瘤异种移植模型,将 143B 细胞皮下移植到 BALB/c 裸鼠体内进行体内实验。
研究结果如下:
- DCC-2036 显著抑制骨肉瘤细胞增殖并诱导凋亡:通过 CCK-8 实验和克隆形成实验发现,DCC-2036 能抑制骨肉瘤细胞生长,降低细胞活力,减少克隆形成数量。并且,流式细胞术分析表明,DCC-2036 可诱导细胞凋亡,且呈剂量依赖性。
- DCC-2036 显著抑制骨肉瘤细胞迁移、侵袭和上皮 - 间质转化(EMT):Transwell 实验显示,DCC-2036 能抑制 143B 和 MG63 细胞的迁移和侵袭能力,且浓度越高抑制作用越强。Western blot 分析发现,DCC-2036 处理后,细胞中上皮 - 间质转化相关蛋白 E-cadherin 表达上调,ZEB1、Vimentin 和 Snail 表达下调,表明其有效抑制了 EMT 进程。
- DCC-2036 抑制骨肉瘤的潜在靶点分析揭示 HCK 为关键靶点:利用网络药理学分析,结合多个数据库预测和分子对接模拟,发现 HCK、MAPK14、PTK2B、KDR 和 CSF1R 可能是 DCC-2036 作用于骨肉瘤的潜在关键靶点。体外激酶实验和 Western blot 分析进一步表明,HCK 可能是 DCC-2036 抑制骨肉瘤的关键靶点。
- DCC-2036 通过抑制 PI3K-AKT-mTORC1 信号通路诱导自噬,有效抑制骨肉瘤细胞活性:转录组测序分析发现,DCC-2036 处理后,骨肉瘤细胞中自噬相关通路显著富集。免疫荧光和 Western blot 实验证实,DCC-2036 可激活自噬,使 LC3B 荧光从弥散状态转变为斑点状,降低 p62 蛋白表达,增加 LC3B-II 水平。添加自噬抑制剂 3-MA 后,DCC-2036 对骨肉瘤细胞的抑制作用减弱,表明 DCC-2036 通过诱导自噬发挥抗肿瘤作用。同时,DCC-2036 可抑制 PI3K-AKT-mTORC1 信号通路中关键蛋白的磷酸化,添加 mTOR 激活剂 MHY1485 可逆转 DCC-2036 诱导的自噬,进一步证明 DCC-2036 通过抑制该信号通路激活自噬。
- DCC-2036 抑制 BALB/C 裸鼠体内 143B 细胞异种移植瘤的生长:将 143B 细胞皮下移植到裸鼠体内构建肿瘤模型,结果显示,DCC-2036 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,表明其具有疗效和安全性。免疫组化和免疫印迹分析表明,DCC-2036 可降低肿瘤组织中 p-HCK、HCK 和 P62 水平,增加 LC3B 水平,通过抑制 PI3K-AKT-mTOR 通路增强自噬,抑制肿瘤生长。
研究结论和讨论部分指出,目前骨肉瘤患者的总体预后仍然较差,尤其是出现局部复发或远端转移的患者,对传统化疗耐药,5 年生存率较低。DCC-2036 作为一种新型的第三代酪氨酸激酶抑制剂,在体外和体内实验中均表现出对骨肉瘤细胞的强大抑制作用。与传统化疗药物相比,DCC-2036 在抑制骨肉瘤细胞增殖方面更有效,其 IC50值低于顺铂和紫杉醇。通过网络药理学和实验验证,确定 HCK 可能是其关键靶点,并且明确了 DCC-2036 主要通过 AKT/mTORC1 通路诱导自噬发挥抗肿瘤作用。虽然自噬在癌症中具有双重作用,但本研究表明 DCC-2036 诱导的自噬更倾向于抑制骨肉瘤。此外,DCC-2036 还可能通过激活自噬抑制 EMT,但这需要进一步实验证实。总体而言,该研究为骨肉瘤的治疗提供了一种新的潜在药物 DCC-2036,尤其为 HCK 过表达的骨肉瘤患者带来了新的治疗希望,对骨肉瘤的临床治疗具有重要的指导意义。
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