作者：Chinta sidharthanl博士，Lily Ramsey， llm2024年11月15日

　　从冬虫夏草或蛇虫草真菌中提取的冬虫夏草素，长期以来一直被研究其治疗潜力，特别是在癌症治疗方面。在最近发表在《FEBS快报》上的一项研究中，诺丁汉大学的一个研究小组研究了虫草素通过影响生长因子信号通路来抑制细胞生长的能力，而生长因子信号通路对细胞增殖和存活至关重要。

　　具体来说，研究人员研究了虫草素的活性形式，虫草素三磷酸，如何干扰关键途径，如多种细胞系的各种蛋白激酶途径。

　　研究结果表明，虫草素可以作为一种有希望的治疗药物，阻断各种类型癌症的关键生长信号通路。

　　研究：在一项系统药理学研究中，虫草素通常抑制生长因子信号转导。图片来源：annguyen87/Shutterstock.com

　　冬虫夏草素是一种从冬虫夏草科虫草菌中提取的天然化合物。由于其影响细胞生长和存活途径的能力，它在癌症治疗中的潜在价值已经获得了极大的兴趣。

　　虫草素的主要作用机制是通过其代谢物虫草素三磷酸发挥作用，其作为信使核糖核酸（mRNA）聚腺苷化抑制剂，已知可干扰转录。

　　此外，先前的研究报道虫草素可以破坏丝裂原激活的蛋白激酶(MEK)/细胞外信号调节激酶（ERK）和磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)/蛋白激酶B (AKT)/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）途径，这两条途径对细胞增殖、代谢和存活至关重要。这些通路在各种癌症中经常过度活跃，使它们成为癌症治疗的重要靶点。

　　在本研究中，研究人员采用生物信息学分析、定量聚合酶链反应（PCR）和western blotting技术相结合的方法研究了冬虫夏草素对不同细胞系生长因子信号的影响。

　　在受控的组织培养环境中，将虫草素应用于细胞，在那里它被代谢成虫草素三磷酸，虫草素的活性形式。

　　人类乳腺癌细胞系、小鼠胚胎成纤维细胞、人类胚胎肾细胞和另外三种细胞系的培养物被用于研究。

　　研究人员用不同浓度的虫草素处理细胞，并将它们与MEK/ERK和PI3K/AKT/mTOR途径中已知的特定激酶抑制剂处理的细胞进行比较。

　　然后测量这些通路中关键蛋白磷酸化状态的变化，因为磷酸化状态是通路激活或抑制的指标。此外，研究人员进行了多核糖体分析，以评估虫草素对mTOR途径介导的mRNA翻译过程的影响。

　　该研究还包括基因表达谱，以了解虫草素在不同细胞系中诱导的转录变化。

　　它利用独创性途径分析（IPA）来识别受影响的规范或已建立的途径以及涉及癌症和生长的上游调节因子。在某些情况下，用戊司他汀（一种腺苷脱氨酶抑制剂）对细胞进行预处理，以提高细胞内三磷酸虫草素的水平，增加对虫草素的敏感性。

　　此外，研究人员采用了分子生物学技术的组合，以确保观察到的效果是由于虫草素对目标途径的影响，而不是无关的细胞应激反应。

　　这种方法允许全面检查虫草素如何影响生长因子诱导的信号传导和基因表达在不同范围的细胞类型。

　　结果显示，虫草素在多种细胞系中显著抑制生长因子信号通路，特别是通过MEK/ERK和PI3K/AKT/mTOR通路。这种抑制是通过降低关键通路组分的磷酸化来观察到的，这也有效地抑制了细胞对生长因子的反应。

　　通过比较虫草素与特定激酶抑制剂的作用，研究人员还发现虫草素的影响与PI3K抑制相似，这表明PI3K/AKT/mTOR途径可能是其主要靶点。

　　在成纤维细胞中，虫草素显著抑制血清诱导的基因表达，特别是与生长有关的基因，如MYC和FOS原癌基因。

　　研究人员还注意到，在乳腺癌细胞系中也观察到类似的效果，虫草素降低了人类乳腺癌细胞的存活、增殖和迁移。

　　有趣的是，当与戊他汀联合使用时，虫草素对细胞生长的抑制作用更为明显，这支持了虫草素三磷酸作为活性代谢物的作用。

　　此外，该研究表明，虫草素可以迅速降低多核糖体与mRNA之间的关联，表明它可能通过抑制mTOR途径影响mRNA翻译。在多体分析中观察到的翻译相关mrna的下调进一步支持了这一发现。

　　此外，通路分析一致表明，表皮生长因子（epidermal growth factor， EGF）和细胞因子信号传导等生长因子是虫草素抑制作用的主要靶点，突出了其在癌症相关信号传导过程中的作用。

　　总体而言，该研究证实了虫草素在多种细胞类型和癌细胞系中抑制生长因子驱动信号的广泛能力，特别是通过PI3K/mTOR途径。

　　这些发现强调了虫草素作为抗癌药物的潜在应用，特别是对于依赖于PI3K/AKT/mTOR和类似蛋白激酶途径生长和生存的癌症类型。