姜黄素通过抑制TRIM2和mTOR信号通路抑制结直肠癌的机制研究中文标题

　　本研究针对结直肠癌（CRC）治疗中传统化疗方案毒性大、易耐药的问题，聚焦天然化合物姜黄素的抗癌机制。研究人员通过全基因组表达谱芯片发现姜黄素显著下调TRIM2表达，结合临床样本验证、细胞与动物实验，证实TRIM2通过激活mTOR通路（磷酸化AKTSer473、S6K/4EBP1）促进CRC进展。该研究揭示了姜黄素-TRIM2-mTOR轴的作用机制，为CRC靶向治疗提供了新策略。

　　

结直肠癌（Colorectal Cancer, CRC）是全球范围内发病率和死亡率均位居前列的恶性肿瘤。根据2022年全球癌症统计数据，CRC占所有新发癌症病例的约9.3%，癌症相关死亡的9.6%。尽管手术、化疗和靶向治疗等多模式治疗手段不断进步，部分患者仍面临转移性疾病和治疗耐药的困境。传统化疗方案存在剂量限制性毒性和获得性耐药等问题，因此开发具有良好安全性且基于新机制的治疗药物成为当务之急。

姜黄素是一种从姜黄、莪术等植物根茎中提取的天然多酚化合物，在传统中药中具有悠久应用历史。其具有抗菌、抗氧化、抗炎和抗动脉粥样硬化等多种药理活性，并在多种癌症类型中表现出抗癌作用。然而，姜黄素在CRC中发挥抗癌作用的具体分子机制尚未完全阐明。

三结构域蛋白2（TRIM2）是TRIM超家族成员，是一种分子量为81 kDa的多结构域蛋白，位于4q31.3，主要在海马体中表达。TRIM2在不同恶性肿瘤中表现出截然不同的作用：在肾癌细胞中过表达可抑制增殖和迁移，而在胰腺癌中则与不良预后相关。在CRC中，既往研究表明TRIM2通过调节细胞增殖和凋亡参与癌症进展，但其具体机制尚不明确。

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信号通路在CRC细胞的增殖、分化、凋亡和转移等多种病理过程中起关键作用。该通路整合上游生长因子、激素和营养可用性等信号，通过PI3K/Akt途径激活mTOR，进而调控下游细胞功能。尽管TRIM家族泛素连接酶可与致癌通路相互作用，但TRIM2是否在CRC中参与mTOR信号通路的调控尚属未知。

为此，研究人员开展本研究，旨在阐明姜黄素抑制CRC的分子机制，重点关注TRIM2和mTOR通路的作用。

本研究采用的主要技术方法包括：

1. 1.

   基因表达微阵列分析：使用GeneChip PrimeView Human Array检测姜黄素处理后的CRC细胞基因表达变化。

2. 2.

   临床样本分析：基于商业肿瘤组织芯片（YBR Biotech提供，含101例CRC患者配对样本）进行免疫组化（IHC）和qPCR验证。

3. 3.

   细胞功能实验：通过慢病毒介导的基因敲低、MTT增殖实验、Transwell迁移实验和流式细胞术分析细胞周期。

4. 4.

   体内动物实验：利用裸鼠皮下移植瘤模型评估TRIM2敲低对肿瘤生长的影响。

5. 5.

   信号通路分析：采用磷酸化激酶芯片和Western blotting检测mTOR通路关键蛋白磷酸化水平。

研究结果

姜黄素下调CRC细胞中TRIM2的表达

通过全基因组表达谱芯片分析，研究人员发现姜黄素处理后的RKO细胞中有11,055个基因上调、5,455个基因下调（筛选标准：|Fold Change|≥1.3且FDR<0.05）。TRIM2位列下调最显著的前50个基因之一。qPCR验证进一步证实姜黄素显著降低RKO和HCT-116细胞中TRIM2的mRNA水平。

TRIM2在CRC组织和细胞中表达上调且与疾病进展相关

免疫组化分析显示，CRC肿瘤组织中TRIM2蛋白表达显著高于癌旁组织。Kaplan-Meier生存分析表明，TRIM2高表达患者总生存期较差。qPCR结果显示TRIM2在多种CRC细胞系（RKO、HCT-116、HT-29、SW480）中表达均高于正常结肠上皮细胞FHC。临床相关性分析表明TRIM2表达与淋巴结浸润、TNM分期和临床进展呈正相关。

敲低TRIM2表达抑制CRC细胞增殖、迁移和细胞周期进程

通过慢病毒介导的shRNA敲低TRIM2后，Celigo增殖实验显示RKO和HCT-116细胞增殖显著抑制。Transwell实验表明细胞迁移能力明显受损。流式细胞术发现TRIM2敲低导致G2/M期细胞比例增加，提示其参与细胞周期调控。

敲低TRIM2表达减弱体内肿瘤形成能力

在裸鼠皮下移植瘤模型中，TRIM2敲低组的肿瘤体积和质量均显著小于对照组。免疫组化分析证实移植瘤中TRIM2和增殖标志物Ki-67表达降低，与体外实验结果一致。

敲低TRIM2表达抑制CRC细胞中mTOR信号通路活性

磷酸化激酶芯片分析发现TRIM2敲低后多种mTOR通路相关蛋白磷酸化水平下降，包括AKT^Ser473、p70 S6K^Thr389等。Western blotting验证TRIM2敲低或姜黄素处理均降低p-AKT^Ser473和p-p70 S6K水平，而mTOR激动剂3BDO可部分恢复这些磷酸化信号。此外，TRIM2敲低还降低mTORC1下游效应分子S6K和4E-BP1的磷酸化水平，但不影响其总蛋白量。

姜黄素通过调控TRIM2表达抑制mTOR信号通路进而抑制CRC细胞增殖

MTT实验显示姜黄素处理和TRIM2敲低均显著抑制CRC细胞增殖，且该效应可被3BDO逆转。细胞凋亡实验表明姜黄素和TRIM2敲低诱导细胞凋亡，而3BDO处理可减少凋亡比例。

讨论与结论

本研究系统阐明了姜黄素在CRC中的抗癌作用机制，发现其通过下调TRIM2表达抑制mTOR信号通路激活，进而抑制细胞增殖、迁移和肿瘤生长。TRIM2在CRC中表达上调且与不良预后相关，功能上作为致癌基因促进疾病进展。机制上，TRIM2通过调节mTOR通路关键磷酸化事件（如AKT^Ser473、S6K和4E-BP1）影响细胞周期和生存。

该研究的创新性在于首次揭示姜黄素-TRIM2-mTOR调控轴在CRC中的作用，为姜黄素作为辅助治疗药物提供了理论依据。同时，TRIM2作为潜在预后标志物和治疗靶点，为CRC精准治疗提供了新方向。然而，研究仍存在一些局限性，例如姜黄素是否直接靶向TRIM2、肿瘤微环境如何调控该轴等问题需进一步探索。未来通过大规模临床样本验证和基因敲除动物模型深入研究，将有助于推动相关转化应用。

综上所述，本研究不仅深化了对姜黄素抗癌机制的理解，也为开发基于TRIM2-mTOR轴的靶向治疗策略奠定了重要基础。