《Biochemical and Biophysical Research Communications》:Cetylpyridinium chloride inhibits the polarization of tumor-associated macrophages and the proliferation of triple-negative breast cancer cells
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本研究针对三阴性乳腺癌(TNBC)缺乏有效治疗靶点的临床难题,首次发现常用消毒剂西吡氯铵(CPC)具有双重抗肿瘤作用。研究人员通过体外实验证实CPC可显著抑制IL-4诱导的巨噬细胞M2极化,降低促肿瘤因子分泌;同时直接诱导TNBC细胞线粒体损伤、ATP耗竭和caspase-3介导的凋亡。动物实验进一步验证CPC能有效抑制4T1移植瘤生长。该研究为CPC作为新型化疗药物用于TNBC治疗提供了理论依据,尤其为联合免疫治疗提供了新思路。
在乳腺癌的诸多亚型中,三阴性乳腺癌(TNBC)因其雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)和人表皮生长因子受体2(HER2)的缺失表达而成为临床治疗的难点。这种高度异质性的肿瘤具有发病年龄早、术后复发风险高、易发生内脏转移等特点,患者预后普遍较差。由于缺乏明确的分子靶点,TNBC对内分泌治疗和HER2靶向治疗均不敏感,长期以来化疗成为除手术切除外唯一的系统性治疗选择。
尽管近年来免疫治疗、抗体偶联药物等新策略不断涌现,但TNBC的高分子异质性和显著的靶点区域差异使得单一靶向治疗易产生耐药性。更值得关注的是,肿瘤微环境(TME)在TNBC发生发展中的关键作用日益凸显。肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)作为TME中最主要的免疫细胞群体,通常极化为促进肿瘤生长的M2表型,通过分泌多种细胞因子参与肿瘤血管生成、免疫抑制和治疗抵抗。研究表明,抑制TAMs的M2极化能显著改善乳腺癌的耐药性和放射抗性。
在此背景下,四川大学华西第二医院病理科课题组将目光投向了一种已临床应用数十年的老药——西吡氯铵(CPC)。这种阳离子季铵盐化合物广泛存在于漱口水、牙膏等个人护理品中,既往研究显示其具有抑制多种肿瘤细胞增殖的潜力,但对其在TNBC治疗中的作用及机制尚未明确。研究人员创新性地探讨了CPC对TAMs极化的干预作用及其对TNBC细胞的直接杀伤效应,相关成果发表在《Biochemical and Biophysical Research Communications》期刊。
本研究主要采用Western blot(WB)和实时定量PCR(RT-qPCR)技术评估巨噬细胞极化标志物表达,通过CCK-8法和克隆形成实验检测细胞增殖,利用划痕实验和Transwell实验分析细胞迁移侵袭能力,采用线粒体膜电位探针(Mito-Tracker Red CMXRos)和ATP检测试剂盒评估线粒体功能,并通过4T1细胞BALB/c小鼠移植瘤模型进行体内验证。
3.1. CPC抑制M2型巨噬细胞极化
研究人员首先利用白细胞介素-4(IL-4)诱导的小鼠腹腔巨噬细胞(PM)和骨髓来源巨噬细胞(BMDM)建立M2极化模型。结果显示,2μM CPC处理24小时能显著抑制YM1/2蛋白表达,同时降低精氨酸酶-1(Arg1)、YM1/2和CD206等M2标志基因的mRNA水平。这表明CPC能有效阻断IL-4诱导的巨噬细胞M2极化进程。
3.2. CPC抑制M2巨噬细胞的肿瘤支持性分泌
进一步研究发现,CPC干预显著降低了M2巨噬细胞促肿瘤因子CCL2、CCL7、CCL17和血管内皮生长因子受体1(VEGFR1)的表达,同时逆转了IL-4诱导的CXCL9和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)下调。在肿瘤条件培养基(CM)诱导的极化模型中,CPC同样抑制了M2标志物表达和促肿瘤细胞因子分泌,证实其能重塑巨噬细胞的分泌谱向抗肿瘤方向转变。
3.3. CPC通过促进凋亡抑制多种TNBC细胞增殖
细胞实验表明,CPC以浓度和时间依赖性方式显著抑制4T1、MDA-MB-231、MDA-MB-468和E0771等TNBC细胞系增殖,而对正常人脐静脉内皮细胞(huVEC)影响较小。机制研究发现CPC引起G1期细胞周期阻滞,升高剪切型caspase-3(cleaved caspase-3)蛋白水平,诱导线粒体膜电位下降和形态异常,同时降低线粒体融合蛋白MFN1/MFN2表达和ATP产量,表明其通过线粒体损伤途径诱导细胞凋亡。
3.4. CPC抑制TNBC细胞的迁移、侵袭和分泌功能
划痕实验和Transwell实验显示CPC剂量依赖性地抑制4T1细胞迁移和侵袭能力。Western blot分析发现CPC上调上皮标志物E-钙黏蛋白(E-cad)和紧密连接蛋白ZO-1,下调间质标志物波形蛋白(Vim)及转录因子Snail和ZEB2表达。同时,CPC显著降低4T1细胞CXCL12、CCL2、CCL5等趋化因子的分泌,表明其能通过抑制上皮间质转化(EMT)和细胞因子分泌干扰肿瘤微环境塑造。
3.5. CPC在体内抑制TNBC生长
动物实验证实,5-15 mg/kg CPC腹腔注射能显著抑制4T1移植瘤生长而不影响小鼠体重。组织病理学分析显示CPC治疗组肿瘤细胞凋亡坏死增加,淋巴细胞浸润明显,Ki67阳性细胞率显著降低,体内验证了CPC的抗肿瘤效果。
该研究首次系统阐明了CPC在TNBC治疗中的双重作用机制:既可直接通过线粒体损伤途径诱导肿瘤细胞凋亡,又能抑制TAMs的M2极化及其促肿瘤功能。值得注意的是,CPC在有效浓度(2μM)下对正常细胞毒性较低,这种选择性杀伤效应为其临床转化提供了安全窗口。考虑到CPC已长期安全用于人体,且与传统化疗药物相比具有免疫调节优势,该研究不仅为TNBC治疗提供了新的候选药物,更为化疗-免疫联合治疗策略开辟了新途径。未来研究可进一步探索CPC与免疫检查点抑制剂等药物的协同效应,推动其在新辅助化疗(NAC)中的应用前景。