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甘草查尔酮A对结直肠癌细胞增殖、迁移、凋亡作用机制

  2024-07-10    15  上传者:管理员

摘要:目的 探讨甘草查尔酮A对结直肠癌细胞恶性行为的影响,分析其作用机制是否与调控蛋白酪氨酸激酶2(JAK2)/信号转导子与激活子3(STAT3)信号通路有关。方法 用细胞计数试剂盒(CCK-8)、Transwell实验、流式细胞术和Western blot检测不同浓度(0、5、10、20 nmol/ml)甘草查尔酮A对结直肠癌细胞LoVo增殖、迁移、凋亡以及p-JAK2和p-STAT3蛋白水平的影响。用AG490抑制JAK2/STAT3信号通路,通过CCK-8、Transwell实验和流式细胞术评估LoVo细胞增殖、迁移、凋亡。结果 5、10、20 nmol/ml的甘草查尔酮A处理LoVo细胞48 h和72 h后的A450值、凋亡率显著升高(P<0.05),迁移数以及p-JAK2和p-STAT3蛋白水平显著降低(P<0.05)。AG490处理LoVo细胞48 h和72 h后的A450值、凋亡率显著升高(P<0.05),迁移数以及p-JAK2和p-STAT3蛋白水平显著降低(P<0.05)。AG490和甘草查尔酮A联合处理LoVo细胞48 h和72 h后的A450值、凋亡率显著升高(P<0.05),迁移数显著降低(P<0.05)。结论 甘草查尔酮A通过抑制JAK2/STAT3信号通路来抑制结直肠癌细胞增殖和迁移,并促进细胞凋亡。

  • 关键词:
  • JAK2/STAT3信号通路
  • 凋亡
  • 增殖
  • 甘草查尔酮A
  • 结直肠癌
  • 迁移
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结直肠癌(colorectal cancer, CRC)是全球第三大常见癌种,每年导致约93.5万新发病例死亡[1]。尽管早期筛查以及手术、放疗、化疗等CRC诊治策略不断改善,但CRC患者总体预后仍较差,复发和转移是CRC预后的重要因素。因此,寻找有效抑制肿瘤细胞恶性行为的药物对CRC的治疗至关重要。中药在癌症预防和治疗中发挥重要作用,日益成为肿瘤新型治疗药物的来源。甘草查尔酮A是从甘草根中提取的黄酮类活性成分,具有抗菌消炎、抗溃疡等药理作用。甘草查尔酮A还通过诱导细胞凋亡、促进周期阻滞、抑制转移等机制在膀胱癌、肺腺癌、脑胶质瘤中发挥抗癌活性[2,3,4]。但甘草查尔酮A在CRC侵袭转移中的作用和机制并未完全阐明。信号转导子与激活子3(signal transducers and activators 3,STAT3)是许多实体肿瘤的驱动因子,能够促进肿瘤细胞存活、血管生成,诱导免疫抑制[5]。蛋白酪氨酸激酶2(protein tyrosine kinase 2,JAK2)是STAT3激活的上游调节剂,研究报道JAK2/STAT3信号通路可改变肿瘤相关基因表达,增强CRC细胞存活和转移能力[6]。本研究通过JAK2/STAT3信号通路探讨甘草查尔酮A在CRC中的抗癌活性和分子机制,以期为甘草查尔酮A作为新型抗CRC药物奠定理论基础。


1、材料与方法


1.1 CRC细胞和试剂

人CRC细胞系LoVo购自美国ATCC;甘草查尔酮A(纯度≥98%)购于成都普菲德生物技术公司;JAK2/STAT3信号通路抑制剂AG490购自上海莼试生物公司;细胞计数试剂盒(BaxCell Counting Kit-8,CCK-8)购于上海弗元生物科技公司;Transwell室购自北京萌壮科技公司;膜联蛋白V-异硫氰酸荧光素(annexin V-fluorescein isothiocyanate, FITC)/碘化丙啶凋亡检测试剂盒购自南京凯基生物公司;羊抗兔IgG(ab205718)、兔抗人p-JAK2抗体(ab195055)、兔抗人磷酸甘油醛脱氢酶(glyceraldehyde phosphate dehydrogenase, GAPDH)抗体(ab9485)、兔抗人p-STAT3抗体(ab30647)购自上海艾博抗生物公司。

1.2方法

1.2.1细胞培养和分组

LoVo细胞采用杜氏改良依格尔培养基(Dulbecco's modified Eagle medium, DMEM)在37℃、体积分数为5% CO2培养箱中孵育,该培养基中添加100μg/ml链霉素、体积分数为10%胎牛血清和100 U/ml青霉素。分别用含0、5、10、20 nmol/ml甘草查尔酮A[3]的培养液孵育LoVo细胞48 h,依次记为对照组、甘草查尔酮A低剂量组、甘草查尔酮A中剂量组、甘草查尔酮A高剂量组。用50μmol/L AG490[7]的培养液诱导LoVo细胞48 h,记为AG490组。用含50μmol/L AG490和20 nmol/ml甘草查尔酮A的的培养液诱导LoVo细胞48 h,记为AG490+甘草查尔酮A组。

1.2.2 CCK-8法检测LoVo细胞增殖

在96孔板中接种5×103个对数期LoVo细胞,孵育过夜后,按照1.2.1分组加入对应浓度甘草查尔酮A或AG490的培养液孵育24、48、72 h,加CCK-8试剂,继续孵育2 h,用酶标仪测定450 nm处吸光度(A)。A值越大,细胞增殖能力越强。

1.2.3 Transwell实验检测LoVo细胞的迁移数

用无血清的DMEM培养基将各组LoVo细胞调整为5×104个/ml单细胞悬液。将Transwell室插入24孔板,在上腔中加入100μl细胞悬液,下腔中加入500μl含血清的DMEM培养基。37℃孵育24 h弃掉培养液,用体积分数为4%多聚甲醛固定穿膜细胞,体积分数为0.5%结晶紫染色10 min。在显微镜下观察,随机选取5个视野计数穿膜细胞数,以平均值表示LoVo细胞迁移数。

1.2.4流式细胞术检测LoVo细胞的凋亡率

用1×结合缓冲液调整各组LoVo细胞为2×105个/ml单细胞悬液。取5μl的膜联蛋白V-FITC和碘化丙啶加入到500μl细胞悬液中混匀,避光染色10 min。上流式细胞仪评估各组LoVo细胞的凋亡率。

1.2.5 Western blot检测LoVo细胞中p-JAK2和p-STAT3蛋白水平

RIPA法分离对照组、甘草查尔酮A低剂量组、甘草查尔酮A中剂量组、甘草查尔酮A高剂量组和AG490组LoVo细胞总蛋白,丙烯酰胺凝胶电泳(Sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis, SDS-PAGE)分离40μg蛋白质,并将其转移到PVDF膜上。封闭膜后,用p-JAK2(1∶1500稀释)和p-STAT3(1∶1000稀释)的一抗在4℃孵育膜2 h,然后用二抗在37℃孵育膜2 h。滴加化学发光试剂显影,Image Lab软件测定p-JAK2和p-STAT3条带相对于GADPH的灰度值。

1.3统计学方法

本研究数据满足正态分布且方差齐采用

形式表示,用SPSS 19.0进行统计分析。采用独立样本t检验检测2组间差异;采用One-way ANOVA和LSD-t检验检测多组之间的差异。P<0.05为差异有统计学意义。


2、结果


2.1甘草查尔酮A对结直肠癌LoVo细胞增殖的影响

与对照组比较,用低、中、高剂量的甘草查尔酮A处理LoVo细胞48 h和72 h后的A450值显著降低(P<0.05),且呈剂量依赖效应,见表1。

2.2甘草查尔酮A对结直肠癌LoVo细胞迁移的影响

与对照组比较,用低、中、高剂量的甘草查尔酮A处理LoVo细胞后细胞迁移数显著降低(P<0.05),且呈剂量依赖效应,见图1、表2。

表1甘草查尔酮A对结直肠癌LoVo细胞增殖的影响

2.3甘草查尔酮A对结直肠癌LoVo细胞凋亡的影响

与对照组比较,用低、中、高剂量的甘草查尔酮A处理LoVo细胞后细胞凋亡率显著升高(P<0.05),且呈剂量依赖效应,见图2和表3。

2.4甘草查尔酮A对结直肠癌LoVo细胞中JAK2/STAT3信号通路的影响

与对照组比较,用低、中、高剂量的甘草查尔酮A处理LoVo细胞后细胞中p-JAK2和p-STAT3蛋白水平显著降低(P<0.05),且呈剂量依赖效应,见图3和表4。

图1甘草查尔酮A对结直肠癌LoVo细胞迁移的影响  

表2甘草查尔酮A对结直肠癌LoVo细胞增殖、迁移的影响

2.5 JAK2/STAT3信号通路抑制剂AG490对JAK2/STAT3的影响

与对照组比较,用AG490处理LoVo细胞后细胞中p-JAK2和p-STAT3蛋白水平显著降低(P<0.05),见图4和表5。

2.6信号通路抑制剂AG490对甘草查尔酮A处理的结直肠癌LoVo细胞增殖、迁移的影响

与对照组比较,AG490组、甘草查尔酮A组LoVo细胞48和72 h的A450值、迁移数显著降低(P<0.05);与AG490组、甘草查尔酮A组比较,AG490+甘草查尔酮A组LoVo细胞48 h和72 h的A450值、迁移数显著降低(P<0.05),见表6、表7、图5。

2.7信号通路抑制剂AG490对甘草查尔酮A处理的结直肠癌LoVo细胞凋亡的影响

与对照组比较,AG490组、甘草查尔酮A组LoVo细胞凋亡率显著升高(P<0.05);与AG490组、甘草查尔酮A组比较,AG490+甘草查尔酮A组LoVo细胞凋亡率显著升高(P<0.05),见图6和表8。

图2甘草查尔酮A对结直肠癌LoVo细胞凋亡的影响  

表3甘草查尔酮A对结直肠癌LoVo细胞凋亡的影响

图3甘草查尔酮A对结直肠癌LoVo细胞中p-JAK2、p-STAT3蛋白表达的影响  

表4甘草查尔酮A对结直肠癌LoVo细胞中JAK2/STAT3信号通路蛋白的影响

图4 p-JAK2、p-STAT3蛋白的表达 

表5 JAK2/STAT3信号通路蛋白表达的影响

表6信号通路抑制剂AG490对甘草查尔酮A处理的结直肠癌LoVo细胞增殖的影响

表7信号通路抑制剂AG490对甘草查尔酮A处理的结直肠癌LoVo细胞迁移的影响


3、讨论


甘草查尔酮A是甘草抗肿瘤的主要黄酮类活性成分之一,研究报道显示,甘草查尔酮A通过激活p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 mitogen-activated protein kinase, p38 MAPK)信号通路介导的线粒体凋亡通路诱导人骨肉瘤细胞凋亡[8]。甘草查尔酮A通过靶向丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MEK)/细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinase, ERK)和去整合素-金属蛋白酶9(disintegrin-metalloproteinase 9,ADAM9)信号通路显著降低人脑胶质瘤细胞侵袭潜能[9]。甘草查尔酮A还可调节转移相关蛋白酶表达在口腔癌中发挥抗转移作用[10]。以上说明甘草查尔酮A具有明显抗肿瘤的效果。本研究结果发现,甘草查尔酮A处理LoVo细胞后,细胞A450值(48、72 h)降低,凋亡率升高,且具有浓度依赖效应,表明甘草查尔酮A可抑制CRC细胞增殖和促进细胞凋亡,这与之前研究显示甘草查尔酮A在膀胱癌、结肠癌中的抗增殖、促凋亡功能一致[2,11,12]。迁移和侵袭加重肿瘤的恶性程度,本研究发现甘草查尔酮A以浓度依赖方式减少LoVo细胞迁移数,这与前人报道甘草查尔酮A抑制肝癌和口腔鳞癌细胞迁移的作用一致[13,14]。以上研究表明甘草查尔酮A通过促进肿瘤细胞凋亡,抑制其增殖和迁移在CRC中发挥抗肿瘤作用。

图5信号通路抑制剂AG490对甘草查尔酮A处理的结直肠癌LoVo细胞迁移的影响 

图6 AG490对甘草查尔酮A处理的结直肠癌LoVo细胞凋亡的影响  

表8信号通路抑制剂AG490对甘草查尔酮A处理的结直肠癌LoVo细胞凋亡的影响

JAK2/STAT3通路在CRC等多种恶性肿瘤中异常激活,参与肿瘤细胞克隆形成、侵袭、细胞干性、抗凋亡和转移等多个生物学过程,是潜在的新型抗癌药物靶点[15,16,17]。研究报道显示,JAK2/STAT3信号通路激活能抑制细胞凋亡和增强克隆形成能力,促进CRC肿瘤发展和放疗抵抗[18]。研究结果显示,铃兰毒甙可能通过调节JAK2/STAT和雷帕霉素靶蛋白(rapamycin target protein, mTOR)/STAT3信号通路诱导CRC细胞凋亡,抑制增殖和血管生成[19]。研究发现,白术内酯Ⅰ通过阻断JAK2/STAT3信号通路可抑制CRC细胞糖酵解[20]。本研究使用不同浓度甘草查尔酮A处理后,发现p-JAK2、p-STAT3蛋白表达下调,呈浓度依赖性,说明甘草查尔酮A可能调控JAK2/STAT3信号通路。加入JAK2/STAT3信号通路抑制剂AG490,发现p-JAK2、p-STAT3蛋白表达下调,细胞抑制率、凋亡率增加,迁移细胞数减少,经过甘草查尔酮A处理后发现,细胞A450值(48、72 h)继续下降,凋亡率继续增加,迁移细胞数继续减少,当甘草查尔酮A和信号通路抑制剂共同处理结直肠癌细胞后,细胞A450值(48、72 h)继续下降、凋亡率继续增加,迁移细胞数继续减少,表明甘草查尔酮A通过阻断JAK2/STAT3通路来抑制CRC细胞恶性行为。

总之,甘草查尔酮A通过抑制JAK2/STAT3信号通路来抑制CRC细胞增殖和迁移,并促进细胞凋亡,提示甘草查尔酮A可能有望成为治疗CRC的一种有价值的候选药物。


参考文献:

[1]刘宗超,李哲轩,张阳,等.2020全球癌症统计报告解读[J].肿瘤综合治疗电子杂志,2021,7(2):1-13.

[3]王允,陈雪,张玉媛,等.甘草查尔酮A对人肺腺癌A549细胞增殖和迁移的影响[J].齐齐哈尔医学院学报,2017,38(24):2853-2856.

[4]徐高峰,鲍钢,白晓斌,等.甘草查尔酮A通过调控内质网应激促进脑胶质瘤细胞U251凋亡[J].山西医科大学学报,2019,50(5):585-589.

[5]陈越,季鸣,陈晓光.STAT3与肿瘤关系的研究进展[J].药学学报,2017,52(9):1351-1358.

[7]赵绿翠,廖科,李科琼,等.吴茱萸碱调控人结肠癌HCT-116细胞中JAK2/STAT3信号通路的机制研究[J].中国药理学通报,2015,(10):1394-1397,1398.

[11]张九成,陈卫东,邹宁.甘草查尔酮A调控人结肠癌细胞增殖与凋亡的分子机制研究[J].中国免疫学杂志,2019,35(5):549-554.

[15]张文颖,王思情,张新妍,等.JAK2/STAT3作为新型抗癌药物靶点的研究进展[J].生物技术进展,2021,11(1):33-39.


文章来源:王坤,侯秀峙,张玉盼.甘草查尔酮A对结直肠癌细胞增殖、迁移、凋亡的作用机制[J].实用癌症杂志,2024,39(07):1061-1066.

结直肠癌(colorectal cancer, CRC)是全球第三大常见癌种,每年导致约93.5万新发病例死亡[1]。尽管早期筛查以及手术、放疗、化疗等CRC诊治策略不断改善,但CRC患者总体预后仍较差,复发和转移是CRC预后的重要因素。因此,寻找有效抑制肿瘤细胞恶性行为的药物对CRC的治疗至关重要。中药在癌症预防和治疗中发挥重要作用,日益成为肿瘤新型治疗药物的来源。甘草查尔酮A是从甘草根中提取的黄酮类活性成分,具有抗菌消炎、抗溃疡等药理作用。甘草查尔酮A还通过诱导细胞凋亡、促进周期阻滞、抑制转移等机制在膀胱癌、肺腺癌、脑胶质瘤中发挥抗癌活性[2,3,4]。但甘草查尔酮A在CRC侵袭转移中的作用和机制并未完全阐明。信号转导子与激活子3(signal transducers and activators 3,STAT3)是许多实体肿瘤的驱动因子,能够促进肿瘤细胞存活、血管生成,诱导免疫抑制[5]。蛋白酪氨酸激酶2(protein tyrosine kinase 2,JAK2)是STAT3激活的上游调节剂,研究报道JAK2/STAT3信号通路可改变肿瘤相关基因表达,增强CRC细胞存活和转移能力[6]。本研究通过JAK2/STAT3信号通路探讨甘草查尔酮A在CRC中的抗癌活性和分子机制,以期为甘草查尔酮A作为新型抗CRC药物奠定理论基础。


1、材料与方法


1.1 CRC细胞和试剂

人CRC细胞系LoVo购自美国ATCC;甘草查尔酮A(纯度≥98%)购于成都普菲德生物技术公司;JAK2/STAT3信号通路抑制剂AG490购自上海莼试生物公司;细胞计数试剂盒(BaxCell Counting Kit-8,CCK-8)购于上海弗元生物科技公司;Transwell室购自北京萌壮科技公司;膜联蛋白V-异硫氰酸荧光素(annexin V-fluorescein isothiocyanate, FITC)/碘化丙啶凋亡检测试剂盒购自南京凯基生物公司;羊抗兔IgG(ab205718)、兔抗人p-JAK2抗体(ab195055)、兔抗人磷酸甘油醛脱氢酶(glyceraldehyde phosphate dehydrogenase, GAPDH)抗体(ab9485)、兔抗人p-STAT3抗体(ab30647)购自上海艾博抗生物公司。

1.2方法

1.2.1细胞培养和分组

LoVo细胞采用杜氏改良依格尔培养基(Dulbecco's modified Eagle medium, DMEM)在37℃、体积分数为5% CO2培养箱中孵育,该培养基中添加100μg/ml链霉素、体积分数为10%胎牛血清和100 U/ml青霉素。分别用含0、5、10、20 nmol/ml甘草查尔酮A[3]的培养液孵育LoVo细胞48 h,依次记为对照组、甘草查尔酮A低剂量组、甘草查尔酮A中剂量组、甘草查尔酮A高剂量组。用50μmol/L AG490[7]的培养液诱导LoVo细胞48 h,记为AG490组。用含50μmol/L AG490和20 nmol/ml甘草查尔酮A的的培养液诱导LoVo细胞48 h,记为AG490+甘草查尔酮A组。

1.2.2 CCK-8法检测LoVo细胞增殖

在96孔板中接种5×103个对数期LoVo细胞,孵育过夜后,按照1.2.1分组加入对应浓度甘草查尔酮A或AG490的培养液孵育24、48、72 h,加CCK-8试剂,继续孵育2 h,用酶标仪测定450 nm处吸光度(A)。A值越大,细胞增殖能力越强。

1.2.3 Transwell实验检测LoVo细胞的迁移数

用无血清的DMEM培养基将各组LoVo细胞调整为5×104个/ml单细胞悬液。将Transwell室插入24孔板,在上腔中加入100μl细胞悬液,下腔中加入500μl含血清的DMEM培养基。37℃孵育24 h弃掉培养液,用体积分数为4%多聚甲醛固定穿膜细胞,体积分数为0.5%结晶紫染色10 min。在显微镜下观察,随机选取5个视野计数穿膜细胞数,以平均值表示LoVo细胞迁移数。

1.2.4流式细胞术检测LoVo细胞的凋亡率

用1×结合缓冲液调整各组LoVo细胞为2×105个/ml单细胞悬液。取5μl的膜联蛋白V-FITC和碘化丙啶加入到500μl细胞悬液中混匀,避光染色10 min。上流式细胞仪评估各组LoVo细胞的凋亡率。

1.2.5 Western blot检测LoVo细胞中p-JAK2和p-STAT3蛋白水平

RIPA法分离对照组、甘草查尔酮A低剂量组、甘草查尔酮A中剂量组、甘草查尔酮A高剂量组和AG490组LoVo细胞总蛋白,丙烯酰胺凝胶电泳(Sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis, SDS-PAGE)分离40μg蛋白质,并将其转移到PVDF膜上。封闭膜后,用p-JAK2(1∶1500稀释)和p-STAT3(1∶1000稀释)的一抗在4℃孵育膜2 h,然后用二抗在37℃孵育膜2 h。滴加化学发光试剂显影,Image Lab软件测定p-JAK2和p-STAT3条带相对于GADPH的灰度值。

1.3统计学方法

本研究数据满足正态分布且方差齐采用

形式表示,用SPSS 19.0进行统计分析。采用独立样本t检验检测2组间差异;采用One-way ANOVA和LSD-t检验检测多组之间的差异。P<0.05为差异有统计学意义。


2、结果


2.1甘草查尔酮A对结直肠癌LoVo细胞增殖的影响

与对照组比较,用低、中、高剂量的甘草查尔酮A处理LoVo细胞48 h和72 h后的A450值显著降低(P<0.05),且呈剂量依赖效应,见表1。

2.2甘草查尔酮A对结直肠癌LoVo细胞迁移的影响

与对照组比较,用低、中、高剂量的甘草查尔酮A处理LoVo细胞后细胞迁移数显著降低(P<0.05),且呈剂量依赖效应,见图1、表2。

表1甘草查尔酮A对结直肠癌LoVo细胞增殖的影响

2.3甘草查尔酮A对结直肠癌LoVo细胞凋亡的影响

与对照组比较,用低、中、高剂量的甘草查尔酮A处理LoVo细胞后细胞凋亡率显著升高(P<0.05),且呈剂量依赖效应,见图2和表3。

2.4甘草查尔酮A对结直肠癌LoVo细胞中JAK2/STAT3信号通路的影响

与对照组比较,用低、中、高剂量的甘草查尔酮A处理LoVo细胞后细胞中p-JAK2和p-STAT3蛋白水平显著降低(P<0.05),且呈剂量依赖效应,见图3和表4。

图1甘草查尔酮A对结直肠癌LoVo细胞迁移的影响  

表2甘草查尔酮A对结直肠癌LoVo细胞增殖、迁移的影响

2.5 JAK2/STAT3信号通路抑制剂AG490对JAK2/STAT3的影响

与对照组比较,用AG490处理LoVo细胞后细胞中p-JAK2和p-STAT3蛋白水平显著降低(P<0.05),见图4和表5。

2.6信号通路抑制剂AG490对甘草查尔酮A处理的结直肠癌LoVo细胞增殖、迁移的影响

与对照组比较,AG490组、甘草查尔酮A组LoVo细胞48和72 h的A450值、迁移数显著降低(P<0.05);与AG490组、甘草查尔酮A组比较,AG490+甘草查尔酮A组LoVo细胞48 h和72 h的A450值、迁移数显著降低(P<0.05),见表6、表7、图5。

2.7信号通路抑制剂AG490对甘草查尔酮A处理的结直肠癌LoVo细胞凋亡的影响

与对照组比较,AG490组、甘草查尔酮A组LoVo细胞凋亡率显著升高(P<0.05);与AG490组、甘草查尔酮A组比较,AG490+甘草查尔酮A组LoVo细胞凋亡率显著升高(P<0.05),见图6和表8。

图2甘草查尔酮A对结直肠癌LoVo细胞凋亡的影响  

表3甘草查尔酮A对结直肠癌LoVo细胞凋亡的影响

图3甘草查尔酮A对结直肠癌LoVo细胞中p-JAK2、p-STAT3蛋白表达的影响  

表4甘草查尔酮A对结直肠癌LoVo细胞中JAK2/STAT3信号通路蛋白的影响

图4 p-JAK2、p-STAT3蛋白的表达 

表5 JAK2/STAT3信号通路蛋白表达的影响

表6信号通路抑制剂AG490对甘草查尔酮A处理的结直肠癌LoVo细胞增殖的影响

表7信号通路抑制剂AG490对甘草查尔酮A处理的结直肠癌LoVo细胞迁移的影响


3、讨论


甘草查尔酮A是甘草抗肿瘤的主要黄酮类活性成分之一,研究报道显示,甘草查尔酮A通过激活p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 mitogen-activated protein kinase, p38 MAPK)信号通路介导的线粒体凋亡通路诱导人骨肉瘤细胞凋亡[8]。甘草查尔酮A通过靶向丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MEK)/细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinase, ERK)和去整合素-金属蛋白酶9(disintegrin-metalloproteinase 9,ADAM9)信号通路显著降低人脑胶质瘤细胞侵袭潜能[9]。甘草查尔酮A还可调节转移相关蛋白酶表达在口腔癌中发挥抗转移作用[10]。以上说明甘草查尔酮A具有明显抗肿瘤的效果。本研究结果发现,甘草查尔酮A处理LoVo细胞后,细胞A450值(48、72 h)降低,凋亡率升高,且具有浓度依赖效应,表明甘草查尔酮A可抑制CRC细胞增殖和促进细胞凋亡,这与之前研究显示甘草查尔酮A在膀胱癌、结肠癌中的抗增殖、促凋亡功能一致[2,11,12]。迁移和侵袭加重肿瘤的恶性程度,本研究发现甘草查尔酮A以浓度依赖方式减少LoVo细胞迁移数,这与前人报道甘草查尔酮A抑制肝癌和口腔鳞癌细胞迁移的作用一致[13,14]。以上研究表明甘草查尔酮A通过促进肿瘤细胞凋亡,抑制其增殖和迁移在CRC中发挥抗肿瘤作用。

图5信号通路抑制剂AG490对甘草查尔酮A处理的结直肠癌LoVo细胞迁移的影响 

图6 AG490对甘草查尔酮A处理的结直肠癌LoVo细胞凋亡的影响  

表8信号通路抑制剂AG490对甘草查尔酮A处理的结直肠癌LoVo细胞凋亡的影响

JAK2/STAT3通路在CRC等多种恶性肿瘤中异常激活,参与肿瘤细胞克隆形成、侵袭、细胞干性、抗凋亡和转移等多个生物学过程,是潜在的新型抗癌药物靶点[15,16,17]。研究报道显示,JAK2/STAT3信号通路激活能抑制细胞凋亡和增强克隆形成能力,促进CRC肿瘤发展和放疗抵抗[18]。研究结果显示,铃兰毒甙可能通过调节JAK2/STAT和雷帕霉素靶蛋白(rapamycin target protein, mTOR)/STAT3信号通路诱导CRC细胞凋亡,抑制增殖和血管生成[19]。研究发现,白术内酯Ⅰ通过阻断JAK2/STAT3信号通路可抑制CRC细胞糖酵解[20]。本研究使用不同浓度甘草查尔酮A处理后,发现p-JAK2、p-STAT3蛋白表达下调,呈浓度依赖性,说明甘草查尔酮A可能调控JAK2/STAT3信号通路。加入JAK2/STAT3信号通路抑制剂AG490,发现p-JAK2、p-STAT3蛋白表达下调,细胞抑制率、凋亡率增加,迁移细胞数减少,经过甘草查尔酮A处理后发现,细胞A450值(48、72 h)继续下降,凋亡率继续增加,迁移细胞数继续减少,当甘草查尔酮A和信号通路抑制剂共同处理结直肠癌细胞后,细胞A450值(48、72 h)继续下降、凋亡率继续增加,迁移细胞数继续减少,表明甘草查尔酮A通过阻断JAK2/STAT3通路来抑制CRC细胞恶性行为。

总之,甘草查尔酮A通过抑制JAK2/STAT3信号通路来抑制CRC细胞增殖和迁移,并促进细胞凋亡,提示甘草查尔酮A可能有望成为治疗CRC的一种有价值的候选药物。


参考文献:

[1]刘宗超,李哲轩,张阳,等.2020全球癌症统计报告解读[J].肿瘤综合治疗电子杂志,2021,7(2):1-13.

[3]王允,陈雪,张玉媛,等.甘草查尔酮A对人肺腺癌A549细胞增殖和迁移的影响[J].齐齐哈尔医学院学报,2017,38(24):2853-2856.

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文章来源:王坤,侯秀峙,张玉盼.甘草查尔酮A对结直肠癌细胞增殖、迁移、凋亡的作用机制[J].实用癌症杂志,2024,39(07):1061-1066.

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期刊名称:实用癌症杂志

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期刊详情

主管单位:江西省卫生厅

主办单位:江西省肿瘤医院,江西省肿瘤研究所

出版地方:江西

专业分类:医学

国际刊号:1001-5930

国内刊号:36-1101/R

邮发代号:44-37

创刊时间:1985年

发行周期:月刊

期刊开本:大16开

见刊时间:10-12个月

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