《Redox Biology》：Prenylterphenyllin, a regulator of P53, inhibits colorectal cancer progression through oxidative stress and energy metabolism pathway
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本研究针对结直肠癌(CRC)治疗中存在的转移和耐药难题，首次系统探究了源自白曲霉(Aspergillus candidus)的天然产物Prenylterphenyllin的抗肿瘤活性。研究发现该化合物通过激活p53信号通路、诱导S期细胞周期阻滞、促进凋亡相关蛋白表达，并显著抑制细胞迁移和上皮-间质转化(EMT)。机制上，Prenylterphenyllin破坏线粒体氧化磷酸化(OXPHOS)功能，升高活性氧(ROS)水平，抑制Keap1/Nrf2/HO-1/NQO-1抗氧化通路，从而引发氧化应激。体内实验证实其可有效抑制肿瘤生长和肺转移且无明显毒性。该研究为CRC治疗提供了新型候选药物，发表于《Redox Biology》。
在全球癌症负担中，结直肠癌(Colorectal Cancer, CRC)的发病率和死亡率居高不下，尤其晚期患者面临治疗耐药和转移扩散的双重困境。尽管早期诊断和综合治疗策略不断进步，但化疗的毒副作用、肿瘤细胞的适应性耐药以及高转移率仍是临床治疗的重大挑战。当前亟需开发能够同时靶向原发性肿瘤和转移灶的新型治疗药物。在这一背景下，天然产物因其结构多样性和多靶点作用特性，成为抗肿瘤药物研发的重要源泉。
本研究聚焦于从海洋来源白曲霉(Aspergillus candidus)中分离得到的Prenylterphenyllin——一种具有异戊烯基修饰的对三联苯衍生物。此前研究虽报道其具有广谱抗癌活性，但针对结直肠癌的具体作用机制尚不明确。为系统评估该化合物的抗肿瘤潜力，研究人员开展了一系列体外和体内实验。
研究团队采用CCK-8法和结晶紫染色评估细胞活力，通过划痕实验分析迁移能力，利用流式细胞术检测细胞周期和凋亡情况，并借助Western blotting分析相关蛋白表达。转录组测序(RNA-seq)和靶向能量代谢组学被用于探索分子机制，同时建立了异种移植瘤模型和肺转移模型进行体内验证。
1. Prenylterphenyllin对结直肠癌细胞具有细胞毒性作用
研究人员发现Prenylterphenyllin能以时间和浓度依赖的方式显著降低HCT116、SW620和SW480三种CRC细胞的活力。结晶紫染色结果显示，随着药物浓度增加和处理时间延长，存活细胞数量明显减少，细胞形态也发生相应改变。
2. Prenylterphenyllin诱导差异表达基因
RNA-seq分析显示，Prenylterphenyllin处理导致HCT116细胞中3755个基因表达发生显著变化，其中1452个基因上调，2303个基因下调。功能富集分析表明，p53信号通路被激活，而细胞周期相关通路受到抑制。特别值得注意的是，促凋亡基因(如BAX、BAD)表达上调，抗凋亡基因(如BCL2)表达下调。
3. Prenylterphenyllin通过增强p53表达促进CRC细胞凋亡和细胞周期阻滞
流式细胞术分析证实，Prenylterphenyllin处理能诱导CRC细胞早期和晚期凋亡。Western blotting结果显示，促凋亡蛋白Bax和Bad表达增加，抗凋亡蛋白Bcl-2表达减少，同时p53蛋白水平升高。有趣的是，在携带p53 R273H突变的SW620和SW480细胞中，也观察到了类似的凋亡诱导效应。细胞周期分析表明，药物处理导致S期细胞比例增加，G1期细胞减少，表明发生了S期阻滞。
4. Prenylterphenyllin抑制CRC细胞迁移能力
划痕实验显示，Prenylterphenyllin能浓度依赖性地抑制CRC细胞的迁移。Western blotting分析发现，上皮标志物E-钙黏蛋白(E-cadherin)表达上调，而间质标志物N-钙黏蛋白(N-cadherin)和波形蛋白(Vimentin)表达下调，表明上皮-间质转化(Epithelial-Mesenchymal Transition, EMT)过程受到抑制。
5. Prenylterphenyllin调节能量代谢
靶向能量代谢组学分析显示，Prenylterphenyllin处理显著改变了HCT116细胞的代谢谱。主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)均表明处理组与对照组明显分离。KEGG通路富集分析提示，差异积累的代谢物主要与氧化磷酸化(OXPHOS)、三羧酸循环(TCA cycle)和中央碳代谢等通路相关。
6. Prenylterphenyllin通过Keap1/Nrf2/HO-1/NQO-1通路诱导氧化应激
免疫荧光染色结果显示，Prenylterphenyllin处理导致线粒体质量减少、线粒体膜电位降低，而细胞内ROS和线粒体超氧化物水平显著升高。Western blotting分析表明，Keap1蛋白表达增加，Nrf2及其下游靶基因HO-1和NQO-1的表达下降，表明Keap1/Nrf2抗氧化通路受到抑制。
7. Prenylterphenyllin在体内抑制CRC肿瘤发展
在HCT116异种移植瘤模型中，Prenylterphenyllin处理显著抑制肿瘤生长，且对小鼠体重无明显影响，表明其具有良好的安全性。免疫组化分析显示，增殖标志物Ki67表达减少，凋亡标志物cleaved caspase-3表达增加。重要器官的组织学检查未发现明显毒性反应。在免疫健全小鼠模型中，也观察到了类似的抗肿瘤效果。
8. Prenylterphenyllin在体内抑制CRC肺转移
通过尾静脉注射CRC细胞建立肺转移模型，研究发现Prenylterphenyllin能显著减少肺转移结节数量，降低肺重和肺体比。组织学分析进一步证实了药物对转移灶形成的抑制作用。在免疫健全小鼠中使用MC38和CT26细胞进行的验证实验也得出了一致的结果。
研究结论与讨论部分强调，Prenylterphenyllin通过多重机制发挥抗CRC作用。该化合物破坏线粒体OXPHOS过程，导致ROS积累和氧化应激，进而激活p53介导的凋亡通路。同时，它还能抑制EMT过程和细胞迁移，减少肿瘤转移。值得注意的是，即使在p53突变型CRC细胞中，Prenylterphenyllin仍能诱导凋亡，提示其可能通过p53非依赖途径发挥作用。
该研究的创新性在于首次系统阐明了Prenylterphenyllin抗CRC的分子机制，特别是揭示了其通过调控能量代谢和氧化应激通路发挥作用的独特方式。研究结果不仅为CRC治疗提供了有前景的候选药物，也为理解天然产物的多靶点作用机制提供了新视角。然而，Prenylterphenyllin的直接分子靶点、药代动力学特性以及与其他化疗药物的协同作用仍需进一步探索。总体而言，这项研究为开发针对CRC的新型治疗策略奠定了重要基础，特别是为治疗转移性CRC提供了潜在解决方案。
