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多因子检测在胰腺癌研究中的应用:斑蝥素及其作用机制探讨

2025-08-08 09:55   乐备实LabEx

采用多因子检测技术,研究人员测定了斑蝥素或 OA 处理后 PANC-1 胰腺癌细胞培养液中促血管生成因子的含量。

一、胰腺癌研究背景与斑蝥素的潜在价值

胰腺癌作为一种恶性程度极高的消化系统肿瘤,其临床治疗面临严峻挑战。数据显示,胰腺癌患者的死亡率与发病率近乎持平,超过 50% 的患者在确诊时已处于晚期,且对常规放化疗等治疗手段反应不佳。以美国 2017 年的统计数据为例,胰腺癌患者的 5 年相对生存率仅为 8%,尽管男性患者的生存率每年有 0.3% 的微弱提升,但整体预后仍不理想。因此,探索新的治疗策略与潜在药物成为胰腺癌研究领域的迫切需求。

斑蝥素作为斑蝥的主要活性成分,在我国传统医学中已被应用于抗肿瘤治疗多年。其作用机制与蛋白磷酸酶 2A(PP2A)的选择性抑制密切相关。PP2A 作为一种重要的肿瘤抑制因子,可负向调控多种致癌激酶通路,包括 ERK、JNK、PKC 和 NF-κB 等,这些通路在细胞周期调控、细胞凋亡及细胞命运决定中发挥关键作用。前期研究表明,斑蝥素通过抑制 PP2A 激活 JNK 和 NF-κB 通路,进而抑制癌细胞生长,这提示某些激酶通路的激活并非总是促进癌症进展。此外,体外实验证实斑蝥素可抑制胰腺癌细胞的迁移与侵袭能力,诱导 G2/M 期细胞周期阻滞,促进细胞凋亡并降低细胞干性。然而,这些体外观察到的抗肿瘤效应尚未在体内模型中得到验证,因此,深入探究斑蝥素在胰腺癌体内模型中的作用及机制具有重要意义。

二、斑蝥素在胰腺癌模型中的体内作用观察

(一)斑蝥素对胰腺癌移植瘤生长的影响

为明确斑蝥素在体内的作用,研究人员建立了胰腺癌皮下及原位异种移植模型。结果显示,与对照组相比,接受斑蝥素治疗的小鼠出现明显体重减轻,且肿瘤体积显著增大。活体显像结果进一步证实,斑蝥素可显著促进胰腺癌皮下移植瘤的生长。值得注意的是,这一现象并非胰腺癌特有:在肺癌(NCI-H292 细胞)和结直肠癌(LoVo 细胞)的异种移植模型中,斑蝥素同样表现出促肿瘤生长作用,提示其促生长效应可能与癌症类型无关。

在原位异种移植模型中,上述结果得到进一步验证。活体成像显示,斑蝥素治疗组的生物发光峰值出现时间早于对照组,且衰减速度更快,这一现象提示斑蝥素在体内分布迅速,同时也暗示经斑蝥素处理的异种移植瘤可能具有更丰富的血供。基于此,研究人员推测斑蝥素可能通过促进肿瘤血管生成,进而加速肿瘤生长。

(二)斑蝥素对胰腺癌模型血管生成的促进作用

为验证斑蝥素的促血管生成假说,研究人员采用免疫组化方法检测胰腺原位异种移植小鼠肿瘤组织中血管内皮细胞标志物 CD34 的表达。结果显示,斑蝥素治疗组的微血管密度(MVD)显著高于对照组,证实其对胰腺癌模型血管生成的促进作用。同样,在肺癌和结直肠癌异种移植模型中也观察到类似结果,进一步表明斑蝥素的促血管生成作用具有跨癌症类型的普遍性。

已知斑蝥素通过抑制 PP2A 可激活 ERK、JNK、PKC 和 NF-κB 等激酶通路,而这些通路均参与血管生成调控。为探究其具体机制,研究人员引入冈田酸(OA)-- 一种典型的 PP2A 抑制剂,通过对比斑蝥素与 OA 的作用,验证 PP2A 抑制在促血管生成中的核心作用。

三、多因子检测在斑蝥素促血管生成机制研究中的应用

(一)多因子检测揭示促血管生成因子的分泌变化

采用多因子检测技术,研究人员测定了斑蝥素或 OA 处理后 PANC-1 胰腺癌细胞培养液中促血管生成因子的含量。结果显示,两种处理均能时间依赖性地促进 IL-6、IL-8、TNF-α 和 VEGF 的分泌。这一发现直接证实,斑蝥素可能通过抑制 PP2A,上调多种促血管生成因子的释放,进而推动血管生成进程。

(二)基因与蛋白水平的多维度验证

为全面解析斑蝥素的作用机制,研究人员结合基因芯片与蛋白芯片技术,从 mRNA 和蛋白水平分析血管生成相关分子的表达变化。基因芯片数据显示,斑蝥素和 OA 可显著上调多个促血管生成基因的表达,包括 TIMP1、CXCL1/GRO-α、CXCL2/GRO-β、IL-8/CXCL8、PLAUR/uPAR、VEGF/VEGFA 等,同时下调抗血管生成基因 COL18A1/Endostatin 的表达。

抗体芯片检测进一步证实,在蛋白水平上,斑蝥素和 OA 可上调 Angiogenin、EGF、GRO、IL-6、IL-8、VEGFA 等多种促血管生成因子的表达。通过交叉分析发现,IL-8/CXCL8、CXCL1/GRO-α、VEGF/VEGFA 等分子在 mRNA 和蛋白水平均被显著上调,提示这些分子可能是斑蝥素促血管生成作用的关键效应因子。

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四、激酶通路在斑蝥素促血管生成中的作用

鉴于斑蝥素可激活 ERK、JNK、PKC 和 NF-κB 通路,研究人员进一步探究这些通路在促血管生成基因上调中的作用。通过分别使用 ERK 抑制剂、JNK 抑制剂、NF-κB 抑制剂和 PKC 抑制剂预处理 PANC-1 细胞,再用斑蝥素处理后检测促血管生成基因的表达变化。结果显示,上述抑制剂均可不同程度地逆转斑蝥素诱导的促血管生成基因上调,其中 NF-κB 和 PKC 通路抑制剂对多数靶基因的调控作用更为显著,提示这两条通路可能是斑蝥素促血管生成作用的核心调控通路。

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五、斑蝥素联合抗血管生成药物的协同抗癌效应

(一)联合用药策略的提出与验证

尽管斑蝥素在体内表现出促肿瘤生长作用,但其体外抗肿瘤活性提示,若能阻断其促血管生成副作用,可能发挥抗癌价值。基于此,研究人员尝试将斑蝥素与抗血管生成药物联合使用。人参皂苷 Rg3 作为一种具有抗血管生成活性的天然产物,可通过抑制 VEGF 依赖的信号通路减弱血管生成;三苯氧胺(TAM)作为 PKC 通路抑制剂,已被证实可抑制胰腺癌细胞生长。体外实验显示,Rg3 以浓度和时间依赖方式抑制 PANC-1 细胞增殖,且 Rg3 与 TAM 均可下调血管生成相关基因的表达。体内实验进一步证实,两者与斑蝥素联合使用时,可显著逆转斑蝥素的促生长作用,表现出相加的抗癌效应。

(二)其他抗血管生成药物的协同作用

为扩展联合用药方案,研究人员还测试了贝伐单抗(VEGF 靶向抗体)、阿帕替尼(VEGF 受体 2 抑制剂)和恩度(重组人内皮抑素)与斑蝥素的联合效应。结果显示,这些抗血管生成药物均能有效拮抗斑蝥素的促肿瘤生长作用,使斑蝥素在体内展现出显著的抗癌活性,为临床用药提供了更多选择。

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六、斑蝥素衍生物的作用及联合用药潜力

考虑到斑蝥素存在肾毒性等副作用,研究人员对其衍生物斑蝥酸钠(SCAN)和去甲斑蝥素(NCTD)进行了评估。体外实验显示,SCAN 和 NCTD 以剂量和时间依赖方式抑制胰腺癌细胞生长,但效率略低于斑蝥素。体内实验发现,与斑蝥素类似,SCAN 和 NCTD 也可促进异种移植瘤生长,而贝伐单抗可有效逆转这一效应。由于 SCAN 和 NCTD 的耐受性优于斑蝥素,其与抗血管生成药物的联合应用可能成为更具临床实用价值的治疗方案。

七、总结与展望

该研究通过体内外实验系统探究了斑蝥素在胰腺癌中的作用及机制,揭示了其促肿瘤生长的效应与促血管生成作用密切相关,并通过多因子检测等技术明确了相关分子通路与效应因子。研究证实,斑蝥素通过抑制 PP2A 激活多条激酶通路,上调多种促血管生成因子的表达,最终加速肿瘤进展;而与抗血管生成药物联合使用可有效逆转其促生长作用,发挥协同抗癌效应。这些发现不仅为斑蝥素及其衍生物在胰腺癌治疗中的应用提供了理论依据,也凸显了多因子检测技术在解析复杂肿瘤微环境及药物作用机制中的重要价值,为后续肿瘤治疗靶点的发现与药物研发奠定了基础。

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