據2018年國際癌症研究機構(IARC)調查數據顯示，乳腺癌在全球女性癌症中的發病率為24.2%，占據女性癌症的首位，其中52.9%發生在發展中國家。從發病年齡來看，乳腺癌發病率從20歲以後開始逐漸上升，45~50歲達到峰值。
三陰性乳腺癌（TNBC）是所有乳腺癌中的一種，因雌激素受體、孕激素受體和HER-2三個主要治療靶點均為陰性而被稱為“三陰”，約占所有乳腺癌的15%左右。這種乳腺癌由於缺乏靶點、複發轉移風險高，而被認為是“最毒、最凶險”的乳腺癌。其中，因經曆過多輪治療後病情仍然進展的三陰性乳腺癌更是接近“山窮水盡”，經常規方案治療後腫瘤縮小的患者比例不到10%。
自然界充滿了對我們有害的化合物，但是醫學科學家們一直向我們展示如何利用它們來造福人類甚至變成可以救命的藥物。近日，澳大利亞科學家的一項突破性發現就是最新的例子，該團隊展示了蜜蜂毒液中的一種成分如何可以用作抗乳腺癌的“極強效”武器。這項研究是在澳大利亞哈裏·珀金斯醫學研究所進行的，之前我們已經看到過蜂毒中的某些肽和蛋白質如何用於跨血腦屏障運送藥物，但Duffy博士的研究重點在於如何將其用於治療各種乳腺癌。她的研究重點是蜜蜂毒液中一種稱為蜂毒肽的活性化合物，以及它如何在不同臨床亞型的乳腺癌中誘導細胞死亡。該研究發表在《自然精密腫瘤學》雜誌上。
蜜蜂毒液和蜂毒肽可特異性降低乳腺癌細胞的生存能力
來源：npj Precision Oncology
為了評估抗癌功效和選擇性，研究人員評估了從澳大利亞收集的蜜蜂毒液，毒液顯示出很高的抗癌選擇性，在TNBC和富含HER2的乳腺癌細胞係中具有更高的效力，其次是腔內乳腺癌細胞，對正常細胞的影響最小。
研究人員開發了一種識別蜂毒素的小鼠單克隆抗體，以通過ELISA評估所有蜜蜂和大黃蜂毒液樣品中蜂毒素的相對豐度。根據上述活性研究，蜂毒素的相對豐度在不同位置的所有蜜蜂毒液樣品中均無顯著差異（雙向方差分析，p>0.999）。但是，與大黃蜂毒液和同種型IgG對照相比，蜜蜂樣品中蜂毒肽的濃度明顯更高。
蜂毒肽的抗癌作用通過體外阻斷實驗得以證實，在該實驗中研究人員利用抗蜂毒肽抗體拯救了HDFa和SUM159細胞的細胞活力。這些數據表明，蜜蜂毒液中存在的蜂毒肽是所研究的毒液中最突出的生物活性抗癌化合物。
蜜蜂毒液和蜂毒肽可誘導乳腺癌細胞死亡
為了查明細胞死亡的機製，用蜜蜂毒液或蜂毒肽的IC50分別處理TNBC細胞18和24小時，並通過裂解的caspase-3分析處理以量化凋亡細胞的死亡。免疫印跡證實了在SUM159細胞中裂解的caspase-3的誘導，單獨的蜂毒肽在治療後18和24h均比蜜蜂毒液能誘導更高的癌細胞凋亡水平。
來源：npj Precision Oncology
為了量化治療後的凋亡、壞死或死亡細胞群體，研究人員進行了膜聯蛋白V-FITC細胞凋亡檢測分析。使用IC50濃度將SUM159細胞暴露於媒介物、蜜蜂毒液或蜂毒素，並在60分鍾處理後通過流式細胞儀處理。研究人員發現與蜜蜂毒液（8.3±1.9％）和媒介物對照（4.8±0.4％）相比，經蜂毒素處理的樣品（23.6±5.7％）的晚期凋亡或壞死細胞明顯增多（23.6±5.7％），然而早期凋亡或壞死細胞水平均無顯著差異。為了表征較短時間內細胞死亡的動力學，測量了用IC50濃度的蜂毒肽處理長達1小時的HDFa、SKBR3和SUM159細胞的細胞活力。蜜蜂毒液會迅速降低細胞活力，正常細胞和癌細胞係在一小時內沒有顯著差異。相反，從10分鍾起，蜂毒肽與正常細胞相比顯著降低了兩種乳腺癌細胞的活力，從30分鍾起，SUM159顯著高於SKBR3（雙向ANOVA，p < 0.0001）。SKBR3和SUM159細胞中的活細胞共聚焦顯微鏡檢查和掃描電子顯微鏡檢查說明，用蜂毒和蜂毒肽處理相對於媒介物處理在10至60分鍾內質膜會迅速破裂和收縮。
蜜蜂毒液和蜂毒肽抑製RTK磷酸化
來源：npj Precision Oncology
在SUM159中，蜜蜂毒液和蜂毒素在10到20分鍾內顯著下調了p-EGFR，在MAPK和Akt途徑SUM159細胞由於負調節反饋回路觸發ERK信號，以保護細胞免於凋亡細胞死亡的釋放。抗蜂毒毒素抗體表明，隨著時間的推移，兩種細胞係的裂解物中蜂毒素的含量均增加，與蜜蜂毒液相比兩種細胞係中蜂毒素處理的信號更強。為了表征另一種TNBC模型中對信號通路的影響，研究人員對MDA-MB-231細胞進行了免疫印跡分析，其中EGF處理使EGFR磷酸化並誘導EGFR表達。與SUM159細胞不同，EGF對EGFR的刺激與p-Akt磷酸化的增加並不相關，這可能是由於EGFR信號傳導與Akt途徑之間的分離所致。
考慮到富含TNBC和HER2的乳腺癌細胞高度依賴EGFR和HER2的激活，研究人員進行了生物發光共振能量轉移（BRET）實驗，以確定蜂毒肽是否幹擾EGF與EGFR的結合。TAMRA-EGF和FITC-DEDE-melittin的BRET信號呈劑量依賴性增加，而FITC-melittin的幅度較小。在相同濃度下，FITC-DEDE-melittin的BRET比比FITC-melittin高得多，並且在每個劑量下均能很快達到最大BRET比。為了確定蜂毒肽在EGF結合位點與EGFR結合的特異性進行了飽和BRET分析以評估EGF與每種結合NanoLuc-EGFR的肽的競爭。當存在1 µM EGF時，TAMRA-EGF與NanoLuc-EGFR的結合達到飽和並顯著降低，而FITC蜂毒蛋白和FITC-DEDE-melittin的BRET信號不飽和，並且在有或沒有1 µM EGF的情況下均無顯著差異，這表明蜂毒肽和DEDE-melittin均未結合在EGF結合位點。
總之蜂毒肽通過存在於C端的帶電序列整合到癌細胞的質膜中，從而誘導質膜重塑和破壞。BRET數據表明蜂毒肽可以位於距RTK 10 nm以內的位置，而不會幹擾內源性生長因子結合位點。
結果與討論
研究表明蜜蜂毒液和蜂毒肽可抑製配體誘導的EGFR和HER2磷酸化，從而動態調節乳腺癌細胞中的下遊信號通路。蜂毒肽也可進入細胞，以直接或間接地方式調節下遊信號傳導途徑。蜂毒肽對HER2驅動的腫瘤的選擇性還為與HER2靶向藥物聯合使用提供了進一步的案例，蜂毒肽的膜破壞特性可以增強其細胞毒性有效載荷的內在動力學。
研究人員還揭示了修飾蜂毒肽特定區域的新機會，以進一步提高惡性細胞的效力和靶向特異性。經工程改造的靶向肽，例如RGD1-melittin，可以在靜脈內遞送，以實現更具選擇性的歸巢和攝取到腫瘤細胞中。但在人體試驗之前，將需要進行進一步的研究這些肽的毒性和最大耐受劑量。
蜂毒肽可在全球範圍內使用，並在一些偏遠或不發達地區提供經濟高效且易於使用的治療選擇。目前需要進一步的研究來評估某些基因型蜜蜂的毒液是否具有更強的或特定的抗癌活性可以加以利用。總體而言，此項研究結果可用於輔助開發與頻繁耐藥性和不良預後相關的多種癌症的新治療方式。hjc黄金城作為新藥研發CRO也會持續關注此項研究進展，希望能為乳腺癌新藥研發助力。
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