神奇!小蜜蜂的毒液有大用处,体外实验中可100%杀死癌细胞
2020/09/04
蜂毒肽能够在60分钟内完全破坏癌细胞膜

蜂毒是蜜蜂和马蜂等蜂类毒腺分泌的有毒液体,其主要成分是由26个氨基酸残基组成的蜂毒肽,这是目前人类所知抗炎性最强的物质之一,在抑菌、抗辐射、抗病毒等方面具有显著疗效。最近,《npj Precision Oncology》发布的一篇文章通过揭示蜜蜂毒液的生物分子组分作为抗癌药物的分子机制和选择性,为其用于癌症治疗奠定了基础。

具体来说,西澳大利亚大学医学研究中心的研究人员测试了312只蜜蜂和大黄蜂毒液在乳腺癌方面的抗癌特性,发现蜂毒肽能够在60分钟内完全破坏癌细胞膜,并且特定浓度的蜜蜂毒液可以诱导100%的癌细胞死亡,而对正常细胞的影响却很小


https://doi.org/10.1038/s41698-020-00129-0

早在1950年,《Nature》杂志就发表了有关蜂毒作用的第一批报告,其中蜂毒减少了植物中肿瘤的生长。然而直到最近这二十年来,人们才对蜜蜂毒液在不同癌症方面的作用产生了浓厚的兴趣。目前,蜂毒及蜂毒肽已在黑色素瘤、非小细胞肺癌、胶质母瘤细胞、白血病等方面显示出抗肿瘤作用,不过不同的蜂毒和蜂毒肽对乳腺癌亚型的影响尚未得到研究。

在这项试验中,研究人员首先在正常的乳腺癌细胞以及乳腺癌临床亚型的细胞上测试了蜜蜂毒液和蜂毒肽,发现二者均具有显著效果,能够选择性和迅速降低了三阴性乳腺癌细胞和富含人表皮生长因子受体-2(HER2,原癌基因)的乳腺癌细胞的活力,并且对正常细胞几乎没有影响。另外,蜂毒肽是毒液中最突出的生物活性抗癌化合物。不过,与蜜蜂相比,大黄蜂的蜂毒肽浓度相对较低。

为了检查细胞死亡的机制和动力学,研究人员用半抑制浓度(IC50)的蜜蜂毒液或蜂毒肽处理了三阴性乳腺癌细胞18小时和24小时,并通过剪切的caspase3分析来量化凋亡细胞的死亡,发现单独的蜂毒肽比蜜蜂毒液诱导更高的凋亡水平


蜜蜂毒液和蜂毒肽诱导细胞凋亡和膜破坏

在之后的实验中,研究人员更发现,蜂毒肽可以在60分钟内完全破坏癌细胞膜,在20分钟显著减少癌细胞生长和细胞分裂所必需的化学信息。不过,大黄蜂毒液即使在非常高的浓度下也无法诱导细胞死亡。


蜂毒肽可以在60分钟内完全破坏癌细胞膜

进一步研究中,研究人员发现,蜂毒素通过C端存在的带电序列整合到癌细胞的质膜中,从而诱导质膜重塑和破坏。

该报告的首席作者、西澳大利亚大学医学研究中心的Ciara Duffy博士说:“在蜜蜂毒液的影响下,癌症信号通路很快就被关闭了。蜂毒肽通过抑制三阴性乳腺癌中通常过度表达的受体表皮生长因子受体的激活来调节乳腺癌细胞的信号传导,并且抑制了在富含HER2的乳腺癌中过度表达的HER2的激活。”

另外,这项研究还测试了蜂毒肽是否可以与现有的化疗药物一起使用,发现蜂毒肽可以与小分子化合物或化疗药物(例如多西紫杉醇)一起使用,从而治疗高度侵袭性的乳腺癌。蜂毒肽和多西紫杉醇的组合在减少小鼠肿瘤生长方面非常有效。

未参与这项研究的西澳大利亚州首席科学家教授Peter Klinken教授说:“这是令人难以置信的惊喜发现,蜂毒的主要成分蜂毒肽可以抑制致命的乳腺癌细胞,特别是三阴性乳腺癌的生长。更重要的是,这项研究证明了蜂毒肽如何干扰乳腺癌细胞内的信号通路以减少细胞复制。它提供了另一个绝佳的例子,说明天然化合物可用于治疗人类疾病。”

总之,这项研究为辅助开发与频繁耐药性和不良预后相关的多种癌症的新治疗方式提供了参考。不过,研究人员也指出,在进行人体实验之前,还需要进一步评估蜂毒肽的最佳递送方法以及毒性和最大耐受剂量。

参考资料:

1.Honeybee venom and melittin suppress growth factor receptor activation in HER2-enriched and triple-negative breast cancer.

2.Venom from honeybees found to kill aggressive breast cancer cells.

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