據世界衛生組織(WHO)最新數據顯示,2020 年,乳腺癌已取代肺癌成為全球發病率第一的癌癥,新增病例達到226萬,占全球女性新發癌癥總數的24.5%;死亡病例68萬,位居世界第五。在中國,每年有16.9萬患者被新確診為乳腺癌。
值得慶幸的是,乳腺癌的治療非常有效,早期存活率可達90%或更高,特別是在疾病早期被發現的情況下。但是,三陰性乳腺癌(TNBC)仍然被認為是乳腺癌中治療最具挑戰性的類型之一。因其獨特的生物學特征和有限的治療選擇,即缺乏雌激素受體(ER)、孕激素受體(PR)、HER2蛋白這些靶標,常規乳腺癌治療的激素療法(如他莫昔芬)和HER2靶向治療(如曲妥珠單抗)對其無效,致使化療成為其最常用的治療手段。
盡管TNBC對化療敏感,部分患者會在初期治療中顯著受益,但化療副作用較大,無法針對腫瘤的特殊分子特征進行精準治療,長期效果有限,特別是多藥耐藥(MDR)現象頻發,且發展較快,這極大影響了其治療效果。因此逆轉TNBC中的耐多藥問題成為亟待解決的醫學挑戰。(乳腺癌的多藥耐藥性MDR,是指腫瘤細胞對多種結構和作用機制不同的抗癌藥物產生交叉耐藥的現象,是乳腺癌治療中的主要障礙之一。)
近年來,通過聯合靶向藥物與化療藥物來減輕耐藥性的策略備受矚目。其中,p-糖蛋白(P-gp)抑制劑展現出逆轉化療耐藥的潛力,然而,這些藥物常伴隨不良毒性,限制了其應用。相比之下,珍稀食藥用菌靈芝因其安全性在克服多藥耐藥MDR方面展現出獨特優勢,尤其是靈芝中的某些天然成分能有效抑制P-gp功能。
然而,此前由于體外模型在模擬體內腫瘤微環境及評估藥物反應方面的不足,限制了耐多藥研究的深入。在此背景下,粵微科研團隊通過建立三維(3D)多細胞腫瘤模型的實驗,成功揭示了靈芝提取物對乳腺癌化療耐藥性的作用及其機理,相關研究成果已發表于國際著名期刊《Experimental Cell Research》。該項目是由廣東粵微食用菌技術有限公司、澳門大學、加拿大多倫多大學共同完成的國際科研合作項目。
靈芝提取物(GLE)
有效逆轉乳腺癌紫杉醇耐藥性
粵微科研團隊為了評估3D模型作為體外多藥耐藥模型的適用性,采用細胞毒性試驗探討了其對紫杉醇干預的耐藥性。數據顯示3D細胞模型的IC50值明顯高于親本2D細胞,提高了20倍以上。這一觀察結果初步表明,3D乳腺癌細胞(MCF-7)模型存在大量紫杉醇耐藥,從而證實了其在乳腺癌耐多藥體外評估中的適用性。
粵微科研團隊還驗證了靈芝提取物(GLE)對腫瘤細胞活力的影響,結果發現:在2D和3D培養的乳腺癌細胞(MCF-7)中,三種濃度的靈芝提取物(GLE)均不足以對其造成毒殺作用。
進一步的研究發現,在紫杉醇聯合靈芝提取物GLE給藥的情況下,2D 腫瘤細胞與Pac組相比無顯著差異,提示靈芝提取物GLE不能增強紫杉醇介導的2D細胞殺傷能力。然而,在3D細胞中表現出顯著的細胞生長抑制,特別是在Syn3組中(高劑量組),靈芝提取物GLE能顯著促進紫杉醇對乳腺癌細胞(MCF-7)的抑殺作用,明確表明,靈芝提取物GLE在3D多細胞腫瘤模型中有效逆轉紫杉醇耐藥的潛力。
綜上數據表明,Syn組在3D腫瘤模型中的逆轉作用是由無毒GLE引起的,它可能減弱了3D細胞對化療藥物紫杉醇行為(如滲透、吸收或外排)的影響,而不是其細胞毒性。
靈芝提取物(GLE)
下調ATP水解活性抑制抗腫瘤藥物外排
羅丹明123是一種具有綠色熒光的P-gp底物,細胞內熒光強度較低表明細胞具有較強的藥物外排能力。研究人員對其觀察發現,與紫杉醇組相比,靈芝提取物聯合組特別是低濃度組能夠顯著抑制羅丹明123在3D MCF-7細胞中外排。表明GLE可能會降低P-gp在3D MCF-7耐藥細胞較強的外排功能,增加腫瘤細胞內化療藥物濃度。
為進一步明確P-gp外排藥物的機制,粵微研究人員依據早前的相關研究報道:腫瘤細胞會依賴特定的ABC轉運蛋白,尤其是p-糖蛋白(P-gp),借助ATP水解釋放的能量將藥物有效排出細胞外,這一機制與P-gp的表達水平和其調節ATP水解活性的能力密切相關,展開了實驗。
結果顯示,與對照組和紫杉醇單獨處理組相比,各紫杉醇與GLE聯合組中p-gp表達差異無統計學意義,明確說明GLE并不是通過影響p-gp表達來逆轉乳腺癌多藥耐藥的。
此后在探究GLE對P-gp ATP酶活性的影響時,研究人員在3D模型中觀察到,紫杉醇與GLE聯合處理相較于對照組,對ATP酶活性的抑制效果更為突出。尤為引人注目的是,與紫杉醇單獨處理相比,無論是僅GLE處理還是紫杉醇與GLE聯合處理的3D MCF-7耐藥細胞,其ATP酶活性均顯著降低。這一發現揭示:GLE是通過抑制耐藥細胞中異常升高的ATP酶活性,有效阻斷P-gp對化療藥物外排,進而實現了耐藥性的逆轉。
靈芝提取物(GLE)
調節耐藥細胞轉錄基因的表達
為進一步研究靈芝提取物(GLE)與紫杉醇聯合用藥后的作用機制,研發人員還發現,單獨使用紫杉醇主要影響氨基酸轉運和跨膜轉運蛋白活性等途徑,而聯合GLE后,則主要影響MAPK級聯調控和細胞周期過程等途徑。
而KEGG富集分析也發現,Syn組和Pac組顯著富集的通路包括ABC轉運蛋白信號通路、癌癥信號通路和MAPK信號通路。這些結果共同表明,GLE與紫杉醇的聯合使用顯著調節了3D MCF-7細胞的級聯信號轉導通路。
此外,在未經治療的2D親本細胞和3D MCF-7耐藥細胞中,ERK1/2磷酸化表達較高。然而,GLE與紫杉醇的聯合使用能夠劑量依賴性地降低3D MCF-7耐藥細胞中的磷酸化ERK1/2水平。這一發現表明,GLE改善多藥耐藥癌細胞可能是通過MAPK/ERK通路的抑制實現的。
綜上所述,靈芝提取物GLE在逆轉乳腺癌化療耐藥性方面展現出巨大潛力,為乳腺癌的治療提供了新的思路和方法。
原文鏈接:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0014482724004464
注:本文旨在介紹科學研究進展,不做治療方案推薦。