《Biochemistry and Biophysics Reports》：Emodin inhibits breast tumorigenesis in the comorbidity of hyperlipidemia and associated with IL-17 suppression
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本研究聚焦于高脂血症与乳腺癌共病背景下肿瘤微环境（TME）的调控。为探究高脂血症如何促进乳腺癌发展以及天然化合物大黄素（Emodin）的潜在疗效，研究人员通过生物信息学、体外氧化低密度脂蛋白（oxLDL）和高脂饮食（HFD）动物模型，结合定量PCR、流式细胞术、免疫组化（IHC）及分子对接等技术。结果发现，大黄素能有效抑制高脂饮食小鼠的肿瘤生长，其机制与抑制IL-17表达、减少巨噬细胞浸润相关。该研究为高脂血症相关乳腺癌的靶向治疗提供了新思路和候选药物证据。
在探索生命奥秘的过程中，癌症一直是科学家们希望攻克的高地，而乳腺癌更是全球女性健康的头号威胁。有趣的是，在临床上，许多乳腺癌患者常常同时患有高脂血症，一种以血脂异常升高为特征的常见代谢性疾病。越来越多的证据表明，这种看似是“两码事”的共病状态，背后可能隐藏着深刻的联系：合并高脂血症的乳腺癌患者，往往预后更差，转移风险更高。这不禁引人深思，血液中过多的脂肪，是否不仅仅是心血管的“麻烦”，也可能成为了肿瘤生长壮大的“营养剂”和“助推剂”？其中，氧化低密度脂蛋白（oxLDL）这种“坏”胆固醇的代谢产物，被认为是一个关键“信使”，它能激活免疫细胞，营造一个有利于肿瘤生长的炎症微环境。为了解开高脂血症与乳腺癌之间复杂的互动网络，并寻找新的干预策略，来自广东的研究团队将目光投向了大黄素（Emodin）。这是一种从大黄、虎杖等传统中药中提取的天然蒽醌化合物，此前已被证明具有广泛的抗癌活性。那么，在合并高脂血症的特殊“土壤”中，大黄素这味天然药物，能否抑制乳腺癌这颗“种子”的萌发与生长呢？近期，发表于《Biochemistry and Biophysics Reports》的一项研究，系统揭示了这一问题。
为回答以上问题，研究人员综合运用了多种技术手段。在数据挖掘层面，他们利用人类癌症图谱（HPCA）、基因表达等公共数据库，分析了乳腺癌、高脂血症与IL-17信号通路之间的基因关联。在细胞与分子机制探索中，他们通过氧化低密度脂蛋白（oxLDL）体外刺激树突状细胞（DC）模拟高脂血症免疫微环境，并用定量PCR、流式细胞术、划痕实验等方法评估了Emodin对细胞因子、肿瘤干细胞标志物（CD24-CD44+）、细胞迁移和凋亡等的影响。在动物模型层面，他们通过给野生型（WT）C57BL/6J雌鼠饲喂高脂饮食（HFD）来构建体内高脂血症背景下的乳腺癌模型，并通过测量肿瘤体积/重量、血清脂质谱、免疫组化（IHC）和流式细胞术分析肿瘤组织免疫细胞浸润等，评估Emodin的体内抗肿瘤效果。在靶点预测层面，他们采用了分子对接模拟和分子动力学分析，探究Emodin与潜在靶点蛋白的结合情况。
3.1. 脂质代谢介质与人类乳腺癌发展相关
研究人员通过对数据库的分析发现，脂质摄取受体CD36在恶性乳腺癌活检组织中表达上调，且CD36和IL-17受体A亚基（IL17RA）的表达水平与乳腺癌患者的不良总生存期呈负相关，并与促肿瘤因子IL-6、CXCL12、VEGF呈正相关。
3.2. IL-17启动通路参与了乳腺癌和高脂血症，由生物信息学和oxLDL激活的树突状细胞（DC）所指示
生物信息学分析发现，乳腺癌、高脂血症和IL-17信号通路激活之间存在304个共同基因的交集。蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络和KEGG功能富集分析表明IL-17与高脂血症和乳腺癌发展之间的紧密关系相关。体外实验证实，Emodin能够逆转由oxLDL刺激的DC2.4细胞产生的关键细胞因子（TNF-α、IL-1β和TGF-β），而这些细胞因子是oxLDL启动Th17活化的重要介质。
3.3. 大黄素在存在或不存在IL-17刺激的情况下调节乳腺癌细胞中的致瘤基因
在乳腺癌细胞E0771中，定量PCR结果显示，Emodin能上调促凋亡基因（caspase-9、caspase-3、bax）和抑癌基因TP53的表达，并下调上皮-间质转化（EMT）基因（N-钙粘蛋白、波形蛋白）和肿瘤转移基因MMP2的表达。值得注意的是，即使在IL-17刺激下，Emodin对caspase-9、TP53和bax的调节作用依然显著。TUNEL染色结果进一步证实，在IL-17刺激的微环境中，Emodin处理增加了E0771乳腺癌细胞的凋亡。
3.4. 大黄素在存在或不存在IL-17刺激的情况下抑制乳腺癌细胞的干细胞特性和迁移特性
流式细胞术分析显示，Emodin处理降低了E0771细胞中CD24-CD44+的干细胞/祖细胞比例，即使在IL-17A刺激下也是如此。划痕实验证明，IL-17A增强了乳腺癌细胞的迁移能力，而Emodin在有无IL-17刺激的情况下均能抑制这种迁移能力。
3.5. 高脂饮食（HFD）喂养促进了乳腺癌发展，伴随胆固醇升高和促肿瘤巨噬细胞增加
在动物实验中，高脂饮食喂养的野生型小鼠其肿瘤生长和重量均高于普通饮食组。血清脂质检测表明，高脂饮食组的总胆固醇和低密度脂蛋白（LDL）胆固醇水平显著升高。肿瘤组织的免疫荧光（IF）染色和流式细胞术分析显示，高脂饮食组中促肿瘤的巨噬细胞（M2样表型）比例显著增加。
3.6. 大黄素减少了高脂饮食喂养小鼠的乳腺肿瘤生长，并伴随抑制促肿瘤巨噬细胞和IL-17信号
与高脂饮食模型组相比，Emodin或阳性对照药紫杉醇（PTX）处理显著抑制了肿瘤生长。虽然肺部表面未见明显转移，但Emodin处理组的小鼠肺体积小于高脂饮食组。脾脏体积在高脂饮食喂养并经Emodin处理后显示出增加趋势。
3.7. 大黄素抑制了肿瘤中的巨噬细胞募集、血管生成和IL-17信号，但不影响CD4+T细胞比例
免疫组化结果显示，与高脂饮食组相比，Emodin治疗组肿瘤组织中CD68+巨噬细胞和血管内皮生长因子A（VEGFA+）显著减少。IL-17受体A（IL17RA+）区域在Emodin或PTX处理组中也显著减少。然而，外周血流式细胞术检测显示，Emodin或PTX处理对CD4+T细胞和CD11b+CD11c+髓系细胞（主要包括树突状细胞和巨噬细胞）的比例无显著影响。引流淋巴结中的细胞比例变化趋势与外周血一致，但无统计学显著性。
3.8. 肿瘤组织中的致瘤基因和IL-17激活相关基因受到大黄素的调节
对肿瘤组织的定量PCR分析表明，Emodin或PTX处理显著上调了高脂饮食-Emodin组中TP53的表达。IL-17激活相关基因检测显示，IL-17A的表达被Emodin或PTX处理显著下调，但其他相关细胞因子（如IL-6, IL-1β, TGF-β, IL-23）的变化无统计学意义。
3.9. 分子对接模拟揭示了大黄素在调节合并高脂血症的乳腺癌发展中的潜在靶点
分子对接模拟表明，候选靶点IL17RA、TP53、IL-1β和TNFR1与Emodin的结合能均低于-5.0 kcal/mol的正常阈值，提示它们是Emodin的潜在作用靶点。进一步的分子动力学分析（包括均方根偏差RMSD、均方根涨落RMSF、回转半径Rg、氢键和自由能景观FEL分析）证实，Emodin与IL17RA和TNFR1能形成稳定、热力学有利的复合物。
结论与讨论
本研究系统探讨了高脂血症微环境与乳腺癌发展之间的相互作用，并验证了天然化合物大黄素在其中的抗肿瘤作用。核心结论是：高脂饮食可促进野生型小鼠的乳腺癌发展，而大黄素能够有效抑制高脂饮食喂养小鼠的肿瘤发生。其作用机制与抑制促肿瘤巨噬细胞浸润和阻断IL-17信号通路激活密切相关。
本研究的体外实验从机制层面揭示了Emodin如何抵消高脂血症在乳腺癌中的促瘤作用。高脂血症的标志物oxLDL可通过免疫调节促进肿瘤进展。oxLDL激活树突状细胞，进而通过IL-6/STAT3和TGF-β依赖性途径驱动Th17细胞分化和IL-17的产生。升高的IL-17水平具有多种促瘤功能。Emodin的抗肿瘤功效可归因于其多方面的作用：抑制oxLDL诱导的DC活化、抑制IL-17增强的癌细胞增殖和迁移、减少肿瘤干细胞群、抑制体内肿瘤生长、调节肿瘤免疫微环境（如抑制促肿瘤巨噬细胞和血管生成）以及直接靶向IL-17信号分子（如与IL17RA和TNFR1稳定结合）。
总之，这项研究表明，天然化合物大黄素能够有效减少高脂饮食喂养小鼠的肿瘤发生，其作用伴随着对IL-17激活的抑制和对巨噬细胞的抑制。这项探索性研究结果为高脂血症在乳腺癌发展中的促瘤作用提供了证据，并支持大黄素作为一种有前景的抗肿瘤剂，其作用靶点可能包括IL-17信号分子。这为开发针对合并高脂血症的乳腺癌患者的靶向治疗策略提供了新的科学依据和潜在候选药物。
