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乳腺癌是全球女性癌症发病和死亡的主要原因,三阴性乳腺癌(TNBC)治疗挑战大。研究人员探究新型查尔酮衍生物 Chalcone-9 对 TNBC 的抗癌活性。结果显示 Chalcone-9 能抑制 JAK-STAT 通路、诱导癌细胞凋亡,是极具潜力的 TNBC 治疗候选药物。
乳腺癌严重威胁全球女性健康,是发病率和死亡率最高的癌症类型之一。其具有高度异质性,其中三阴性乳腺癌(TNBC)由于缺乏雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)和人表皮生长因子受体 2(HER2)的表达,成为最具侵袭性的亚型,预后较差 。传统针对 ER、HER2 的靶向治疗药物,如曲妥珠单抗、他莫昔芬等,对 TNBC 疗效不佳,因此急需开发新的治疗策略。
首尔国立大学医学院等机构的研究人员开展了关于新型查尔酮衍生物(E)-4-(3-(2-(苄氧基)-6 - 羟基苯基)-3 - 氧代丙 - 1 - 烯 - 1 - 基) 苯甲酸(Chalcone-9)对 TNBC 抗癌活性的研究。研究发现 Chalcone-9 对 TNBC 细胞具有显著的抑制作用,有望成为治疗 TNBC 的新型药物,该研究成果发表在《Pharmacological Reports》上。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先通过细胞活力检测(CCK-8)评估 Chalcone-9 对乳腺癌细胞系的细胞毒性;采用蛋白质免疫印迹法(Western blotting)和实时荧光定量聚合酶链反应(qRT-PCR)分别从蛋白质和 mRNA 水平分析其对 JAK1、JAK2、STAT1 和 STAT3 激活及下游基因表达的影响;利用计算机辅助分子对接分析(in silico molecular docking)探究 Chalcone-9 与 JAK1 和 JAK2 的相互作用;借助划痕愈合实验(wound healing assay)观察其对肿瘤细胞迁移的影响;运用流式细胞术(flow cytometry)分析其对肿瘤细胞周期进程和诱导细胞凋亡的作用 。
研究结果如下:
- Chalcone-9 对 JAK-STAT 激活的抑制作用:研究人员对比了四种查尔酮衍生物对 JAK-STAT 通路的抑制效果,发现 Chalcone-9 在 MDA-MB-231 和 MDA-MB-468 细胞中对 JAK1、JAK2、STAT1 和 STAT3 的磷酸化抑制作用最为显著,且呈剂量和时间依赖性。与其他常见的 JAK 和 STAT 抑制剂相比,Chalcone-9 抑制 JAK1、JAK2、STAT1 和 STAT3 激活的能力最强12。
- Chalcone-9 与 JAK1 和 JAK2 的结合:通过分子对接分析,发现 Chalcone-9 的苯甲酸基团分别朝向 JAK1 和 JAK2 的激酶铰链区,与 JAK1 的 Glu957、Lys908以及 JAK2 的 Gly861、Arg980等形成氢键,能稳定地与 JAK1 和 JAK2 结合,其与 JAK1 和 JAK2 的对接分数分别为 -9.21 kcal/mol 和 -8.02 kcal/mol 34。
- Chalcone-9 对 STAT1 和 STAT3 靶基因表达及肿瘤细胞功能的影响:Chalcone-9 处理后,通过 qRT-PCR 检测发现 STAT1 和 STAT3 靶基因如 IL-6、CXCL10、CXCL11、MMP2、MMP9、BIRC5 和 CCND1 的 mRNA 表达水平显著降低。划痕愈合实验表明 Chalcone-9 显著降低肿瘤细胞迁移能力,PI 染色和流式细胞术分析显示其可诱导细胞周期停滞在 G2/M 期 56。
- Chalcone-9 诱导乳腺癌细胞凋亡:FITC Annexin-V/PI 染色和流式细胞术检测显示,Chalcone-9 处理 MDA-MB-231 细胞 36 h 和 48 h 后,总凋亡细胞数量显著增加,且随着时间推移,晚期凋亡细胞比例增多。同时,Chalcone-9 处理后,抗凋亡蛋白 survivin 水平降低,caspase-9、caspase-3 依次激活,PARP 被切割 78。
研究结论和讨论部分指出,Chalcone-9 作为一种新型 JAK-STAT 通路抑制剂,对 TNBC 细胞具有显著的抗癌活性。它选择性地抑制 TNBC 细胞活力,优于一些传统药物,如他莫昔芬虽抗癌活性强但缺乏选择性,AG490 细胞毒性则较弱。不过,Chalcone-9 在临床应用中可能存在对正常组织的潜在不良影响,其抗癌活性也有待与更多已报道的查尔酮衍生物进一步比较。后续研究可通过体内动物实验验证其抗癌效果,还可探索联合治疗方案,结合其他抗癌药物,提高 TNBC 的治疗效果。同时,基于 Chalcone-9 的结构可进一步优化其抗癌活性,为 TNBC 的治疗提供更有效的药物选择。