苦参碱通过调控FDX1介导的铜死亡促进胆管癌QBC939细胞凋亡的作用与机制研究

《Journal of Radiation Research and Applied Sciences》：The function and underlying mechanism of matrine in modulating FDX1-mediated copper-induced cell death to facilitate apoptosis in cholangiocarcinoma QBC939 cells

本研究针对胆管癌(CCA)治疗选择有限的临床难题，探讨了中药活性成分苦参碱(Matrine)的抗肿瘤机制。研究人员通过体内实验证实，苦参碱可剂量依赖性地抑制QBC939细胞移植瘤生长，其作用与上调铁氧还蛋白1(FDX1)表达、诱导铜死亡(cuproptosis)标志物Lip-DLST/Lip-DLAT升高、降低抗氧化酶活性及促进细胞凋亡密切相关。该发现为胆管癌治疗提供了新型候选药物及FDX1靶向治疗新策略。

　　

胆管癌(Cholangiocarcinoma, CCA)作为第二常见的肝脏原发恶性肿瘤，正成为全球性的健康威胁。尤其在中国等亚洲地区，其发病率显著高于世界平均水平，部分区域甚至超过6例/10万人。更严峻的是，由于缺乏典型早期症状，大多数患者确诊时已处于晚期阶段，手术切除率低且术后复发率高达60%。传统放化疗方案对胆管癌效果有限，开发新型治疗策略成为当务之急。

在这一背景下，来自萍乡市人民医院消化内科的研究团队将目光投向了传统中药宝藏。苦参碱(Matrine)作为从中药苦参(Sophora flavescens)根部提取的喹诺里西啶生物碱，已被报道在多种癌症模型中展现抗肿瘤活性。然而，其在胆管癌中的具体作用机制，特别是与新型细胞死亡方式——铜死亡(cuproptosis)的关联尚未明确。铜死亡是近年发现的一种程序性细胞死亡方式，由过量铜离子触发，关键调控蛋白铁氧还蛋白1(FDX1)通过将Cu²⁺还原为毒性更强的Cu¹⁺，导致脂酰化线粒体蛋白聚集和蛋白酶应激。这项发表于《Journal of Radiation Research and Applied Sciences》的研究，首次揭示了苦参碱通过FDX1介导的铜死亡途径抑制胆管癌的新机制。

研究人员主要采用移植瘤模型结合多组学技术分析：通过建立BALB/c小鼠QBC939细胞移植瘤模型，设空白对照组和苦参碱低中高剂量组(50/100/200 mg/kg)；采用免疫组化、蛋白质印迹(Western blot)评估关键蛋白表达；TUNEL染色和流式细胞术检测细胞凋亡；ELISA法分析氧化应激指标。

3.1. 苦参碱抑制体内肿瘤生长

通过21天的体内实验观察到，苦参碱各剂量组均能显著抑制移植瘤体积增长，且呈现剂量依赖性效应。200 mg/kg组肿瘤重量较对照组减少约65%，而小鼠体重无显著变化，表明苦参碱在有效剂量范围内未产生明显系统性毒性。

3.2. 苦参碱调控铜死亡相关标志物

免疫组化和Western blot结果一致显示，苦参碱处理组FDX1蛋白表达显著上调，同时铜死亡关键标志物脂酰化DLST(Lip-DLST)和脂酰化DLAT(Lip-DLAT)同步升高。FDX1的激活表明苦参碱可能通过促进铜离子还原触发铜死亡通路。

3.3. 苦参碱促进细胞凋亡

ELISA检测显示苦参碱组超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽(GSH)等抗氧化酶活性显著降低，提示氧化应激水平升高。Western blot证实促凋亡蛋白BAX、cleaved caspase-3和cleaved PARP表达上调，而抗凋亡蛋白Bcl-2下降。TUNEL染色和流式细胞术进一步验证了凋亡细胞比例随剂量增加而升高。

3.4. 苦参碱抑制肿瘤增殖和血管生成

H&E染色显示苦参碱组肿瘤细胞排列疏松，核固缩现象明显。免疫组化检测发现增殖标志物Ki67和血管生成标志物CD31阳性细胞数显著减少，表明苦参碱可通过抑制细胞增殖和肿瘤血管形成双重途径发挥抗肿瘤作用。

研究结论表明，苦参碱通过上调FDX1表达激活铜死亡通路，协同诱导氧化应激和细胞凋亡，从而抑制胆管癌生长。该研究不仅阐明了苦参碱抗胆管癌的新机制——FDX1介导的铜死亡途径，还为临床联合用药提供了理论依据。特别值得注意的是，胆管癌细胞由于胆道系统在铜代谢中的特殊作用，可能对铜死亡诱导具有独特敏感性，这为靶向治疗提供了理想窗口。尽管研究缺乏FDX1基因敲低等直接证据，但多技术平台验证的结果为后续转化研究奠定了坚实基础。未来可探索苦参碱与吉西他滨/顺铂标准方案的联用策略，以及FDX1表达水平作为疗效预测生物标志物的临床价值。