《Pulmonary Pharmacology & Therapeutics》：Posaconazole attenuates arsenic trioxide toxicity and enhances safety and efficacy while reducing invasion and metastasis in non-small-cell lung cancer
编辑推荐：
抗真菌药泊沙康唑联合砷酸锂通过诱导凋亡和调控Hedgehog信号通路增强肺腺癌A549细胞毒性，降低侵袭转移风险。
Shima Karami|Azra Rabbani-Chadegani|Jamshid Davoodi
伊朗德黑兰大学生物化学与生物物理学研究所生物化学系
摘要
由于砷 trioxide（ATO）的副作用以及癌细胞耐药性的产生，其临床应用受到限制，这突显了联合治疗的必要性。在这项研究中，我们通过单药治疗和序贯/预处理联合实验，优化并评估了抗真菌药物泊沙康唑（PCZ）与ATO在A549肺癌细胞中的联合效果。在预处理方法中，细胞先与PCZ孵育6小时，然后再与ATO孵育48小时。MTT实验表明，ATO和PCZ的序贯联合使用的IC50值为25 μmol/L，而单独使用PCZ和ATO的IC50值分别为100 μmol/L和75 μmol/L。qRT-PCR分析显示，在ATO的IC50浓度下，HMGA2和Bcl-2基因表达上调，而ATO与PCZ的联合使用显著抑制了这些效应。此外，HMGA2、VEGF和MMP-9的过表达表明具有较高的侵袭和转移潜力，特别是在75 μmol/L的ATO浓度下，这一点通过伤口愈合和Transwell侵袭实验得到了验证。相比之下，预处理联合使用在诱导肺癌细胞毒性方面表现出高效率，同时具有较低的侵袭和转移风险。结果表明，这种增强的细胞毒性是通过诱导凋亡和调节Hedgehog信号通路（通过靶向SMO和Gli1）实现的。流式细胞术和克隆形成实验还显示，PCZ可以减轻ATO的凋亡/坏死效应。总之，PCZ能够协同有效地降低ATO在肺癌细胞中的不良细胞毒性，为肺癌治疗提供了一种有前景的新策略。
引言
癌症是全球主要的死亡原因之一，其中肺癌的死亡率最高，全球发病率也相当高[1]、[2]。肺癌通常分为非小细胞肺癌（NSCLC，占病例的80–85%，生存率较低）和小细胞肺癌（SCLC）[2]、[3]。尽管NSCLC的诊断和治疗取得了显著进展，但由于转移导致的高死亡率并未明显改善，因此需要新的治疗策略[3]、[4]。此外，开发新型抗癌药物的成本持续上升，而传统抗癌药物的疗效低下、治疗耐药性和副作用，加上从发现到批准的时间和成本密集型过程，进一步凸显了替代治疗方法的必要性[5]、[6]、[7]。
泊沙康唑（PCZ）是一种FDA批准的抗真菌药物，属于第二代三唑类药物，常用于治疗侵袭性真菌疾病或预防高风险患者的真菌感染[8]。PCZ的再利用发现了其额外的抗病毒活性[9]、抗利什曼病活性[10]以及对多种类型肿瘤的抗肿瘤活性[11]。PCZ的抗肿瘤作用已在基底细胞癌、胚胎性横纹肌肉瘤和胶质母细胞瘤中得到证实。因此，重新利用抗真菌药物进行治疗，同时确保安全性、成本效益和时间效率，最近受到了广泛关注[12]、[13]、[14]、[15]。
砷 trioxide（ATO）是一种高毒性化合物，传统上用于医学和工业领域，也是抗癌药物再利用的成功案例，被FDA批准用于治疗急性早幼粒细胞白血病[16]、[17]。ATO作为单一药物对多种类型肿瘤（包括肺癌）的抗肿瘤作用主要依赖于诱导凋亡和细胞死亡[17]。然而，在这种应用中所需的剂量非常高。由于ATO具有潜在毒性，通过联合治疗来减少剂量同时保持其疗效至关重要。例如，ATO与奥拉帕利（在卵巢癌中[18]）、辛伐他汀（在前列腺癌细胞中[19]）或阿帕替尼或伊曲康唑（在肺癌中[20]、[21]）的联合使用表明，ATO通过诱导凋亡、基因下调和调节Hedgehog信号通路发挥作用。
HMG蛋白是最丰富的非组蛋白染色体蛋白，根据其DNA结合基序分为三个家族（HMGB、HMGA和HMGN）。HMGA家族包含两个成员HMGA1和HMGA2，两者都含有AT-hook DNA结合基序。HMGA2在多种类型的癌症中过度表达，在癌症侵袭和转移中起关键作用[22]。在这项研究中，我们旨在通过联合疗法使A549细胞对ATO敏感，从而引入一种潜在的肺癌治疗方法。我们研究了ATO和PCZ作为单一药物以及序贯/预处理联合使用对肺癌细胞增殖的影响，发现PCZ可以减轻ATO的毒性，并降低肺癌细胞的转移和侵袭风险。
材料与方法
砷 trioxide（As2O3）（Trisenox）购自伊朗德黑兰的Helale Ahmar药店（由Helios Pharmaceuticals公司生产）。泊沙康唑（Posaconazole）购自Sigma-Aldrich。3-[4,5-二甲基噻唑-2-基]-2,5-二苯基四唑溴化物（MTT）、蛋白酶抑制剂混合物、抗兔IgG-HRP、溴化乙锭和胰蛋白酶均购自Sigma-Aldrich。抗体来自Abcam（英国剑桥）。Annexin V凋亡检测试剂盒购自Thermo Fisher Scientific。
ATO单独使用及与PCZ联合使用对A549肺癌细胞的细胞毒性效应
首先，将细胞分别与不同浓度的砷 trioxide（ATO）和泊沙康唑（PCZ）孵育，并通过MTT实验测定其细胞毒性。如图1A所示，ATO和PCZ以剂量依赖的方式影响A549肺癌细胞的存活率，其IC50值分别为75 μmol/L和100 μmol/L。MTT实验还分析了溶剂对照组（DMSO）在用于输送25、50和100
讨论
联合治疗在临床研究中常用于增强抗癌药物的效果并减少其毒性。据报道，高剂量的ATO虽然对癌细胞有毒性，但也会伴随严重的副作用[30]。因此，联合治疗可能有助于克服这种毒性。我们之前已有报道使用基于联合治疗的方案成功针对多种癌细胞[31]、[32]。据此，ATO已成功应用于
作者贡献声明
Shima Karami：撰写初稿、软件应用、方法设计、实验实施、数据分析。Azra Rabbani-Chadegani：撰写初稿、项目监督、行政管理、方法设计、实验实施、资金获取、概念构思。Jamshid Davoodi：数据可视化、数据分析、数据管理
利益冲突声明
? 作者是该期刊的编委会成员/主编/副主编/特邀编辑，未参与本文的审稿或发表决定。
? 作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务关系/个人关系：作者声明没有已知的财务利益冲突。
致谢
作者感谢德黑兰大学在项目#42/6/6401017下的财政支持。Sh Karami感谢Arghavani博士在图表制作方面的帮助。
