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肝癌(HCC)治疗面临困境,如高复发率和化疗耐药性。研究人员探究 3,3’,5,5’- 四甲氧基联苯 - 4,4’- 二醇(TMBP)对 HCC 细胞系的抗肿瘤作用。结果显示 TMBP 可抑制细胞活力、诱导凋亡等。这为肝癌治疗提供新方向。
肝癌,这个隐匿在人体内部的 “杀手”,正严重威胁着全球人类的健康。据统计,肝癌是全球第六大常见肿瘤,也是癌症相关死亡的第三大主要原因,其中肝细胞癌(Hepatocellular Carcinoma,HCC)占原发性肝癌的 80%。HCC 极具侵袭性,多数患者确诊时已处于晚期,预后极差,肿瘤复发频繁,对化疗和放疗反应不佳,而且现有的化疗方案还会带来严重的不良反应,导致患者生活质量下降、治疗中断,甚至产生化疗耐药性。在这样严峻的形势下,开发新的抗肿瘤药物迫在眉睫。
为了攻克这一难题,来自国外的研究人员开展了一项针对 HCC 治疗的重要研究。他们将目光聚焦在一种名为 3,3’,5,5’- 四甲氧基联苯 - 4,4’- 二醇(3,3’,5,5’-Tetramethoxybiphenyl-4,4’-diol,TMBP)的化合物上。此前研究发现 TMBP 对肺癌细胞系有细胞毒性,但对正常细胞无害,且具有良好的药物相似性特征,有潜力成为新型口服抗肿瘤药物。在本次研究中,研究人员深入探究 TMBP 对不同 p53 状态的 HCC 细胞系(HuH7.5,p53 突变型;HepG2/C3A,p53 野生型)的抗肿瘤活性及其潜在作用机制,相关研究成果发表在《Biomedicine 》上。
在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先是细胞培养技术,培养 HuH7.5 和 HepG2/C3A 细胞系用于后续实验;采用 MTT 法、台盼蓝排斥试验检测细胞活力和细胞毒性;利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察细胞形态和超微结构变化;通过伤口愈合实验评估细胞迁移能力;运用流式细胞术分析细胞周期分布和细胞死亡情况;借助分子对接研究 TMBP 与细胞周期蛋白依赖性激酶 1(Cyclin Dependent Kinase 1,CDK1)的相互作用;使用实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)检测相关基因表达 。
研究结果表明:
- TMBP 降低 HCC 细胞系的细胞代谢活性:MTT 法检测发现,TMBP 能以时间和浓度依赖的方式降低 HuH7.5 和 HepG2/C3A 细胞的代谢活性,处理 24 小时和 48 小时后的半数抑制浓度(IC50)分别为 68 μM、55 μM(HuH7.5)和 50 μM、42 μM(HepG2/C3A)。台盼蓝排斥试验进一步证实 TMBP 处理后活细胞数量显著减少,同时细胞形态出现凋亡特征。
- TMBP 诱导细胞形态改变并抑制细胞迁移:扫描电子显微镜观察显示,TMBP 处理后的细胞出现严重形态改变,如片状伪足和丝状伪足减少、断裂,细胞表面不规则,微绒毛减少,形成凋亡小体,细胞膜受损破裂。伤口愈合实验表明,TMBP 处理组细胞迁移活性明显降低。
- TMBP 促进超微结构改变并诱导细胞代谢应激:TMBP 处理后,细胞内活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)和一氧化氮代谢产物(NOx)水平显著升高,线粒体膜电位(?Ψm)降低,脂质滴和自噬空泡增加。透射电子显微镜观察到细胞超微结构改变,包括线粒体损伤、细胞质脂质滴和自噬空泡增多、微绒毛严重减少、细胞膜损伤破裂等。
- TMBP 导致细胞周期阻滞在 G2/M 期并诱导凋亡:流式细胞术分析发现,TMBP 处理使 HuH7.5 和 HepG2/C3A 细胞在 G2/M 期的细胞比例显著增加,同时细胞出现凋亡。进一步检测发现,凋亡相关基因 CASP3 的 mRNA 表达和 Caspase 3/7 酶活性显著增加,证实了细胞凋亡的发生。
- TMBP 与 CDK1 相互作用并调节其基因表达:分子对接研究表明,TMBP 与 CDK1 的活性位点通过氢键和疏水相互作用结合。RT-qPCR 检测发现,TMBP 处理后,HuH7.5 细胞中 CDK1 表达下调,而 HepG2/C3A 细胞中 CDK1 表达上调,且 CDKN1A 表达在两种细胞系中均无变化。
综合研究结论和讨论部分,TMBP 对 HCC 细胞具有显著的细胞毒性作用,它通过抑制 CDK1,导致细胞周期阻滞、线粒体功能障碍和氧化应激,进而引起脂质滴积累、自噬、细胞形态改变、迁移能力受损和细胞凋亡。这一研究成果揭示了 TMBP 作为潜在抗肿瘤药物的巨大潜力,为肝癌治疗提供了新的治疗策略和潜在药物靶点。不过,目前研究仍处于初步阶段,后续还需要进一步深入研究 TMBP 的作用机制,并在不同实验模型中评估其疗效,以期为肝癌患者带来新的希望。