南京大学张辰宇教授新文章探讨中药抗癌

生物通报道 来自南京大学的研究人员证实，紫草素（Shikonin）通过减少肿瘤来源的外泌体抑制了人类乳腺癌细胞增殖。这一研究发现发布在近期的《Molecules》杂志上。

南京大学的张辰宇（Chen-Yu Zhang）教授、曾科（Ke Ze）教授以及李丽民( Limin Li)助理研究员是这篇论文的共同通讯作者。张辰宇教授主要从事microRNA、线粒体功能和人体及细胞能量代谢研究。近年来因发布了多项有关miRNA的惊人研究成果而广受关注。迄今已在包括Cell, Nature, Science及其子刊在内的国际学术期刊上发表论文约150余篇。

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紫草（Lithospermum）是紫草科多年生草本植物，中医中药认为，紫草具有凉血、活血、解毒透疹功效，可用于治疗血热毒盛、斑疹紫黑、麻疹不透、疮疡、湿疹、水火烫伤。现代医学研究发现，紫草的化学成分复杂，具有抗肿瘤、抗菌、抗病毒、抗艾滋病毒、抗生育、解热、止血、降血糖等广泛的药理作用。传统中药是抗癌药物的潜在宝库,从紫草中提取的一种萘醌类物质——紫草素被证明具有抗肿瘤活性,但其抗癌机制一直不明。

外泌体是由各类细胞(尤其是肿瘤细胞)释放的一种磷脂双层封闭的球形颗粒。外泌体往往含有受体、生物活性脂类物质、蛋白和重要遗传物质如mRNA、miRNAs及片段化DNA等组分,在肿瘤的发生发展中起着重要的作用,特别是有携带肿瘤遗传信息、调节肿瘤微环境、促进肿瘤血管生成等效应。

例如，在发表于2015年11月Nature杂志上的一篇论文中，西班牙国家癌症中心的研究人员证实，肿瘤释放了数百万携带着它们的蛋白质和遗传内容物的囊泡。这些囊泡叫做外泌体，像“通信船”或“侦察舰”一样，它们确保了受纳器官做好准备招待肿瘤细胞。具体说来，外泌体触发了受纳器官中必要的分子反应——炎症、血管形成等来欢迎肿瘤细胞，使得当肿瘤细胞到达时可以进行增殖（Nature佐证百年癌症“种子土壤”学说 ）。

第二军医大学的研究人员证实，外泌体传送的lncARSR通过发挥竞争性内源RNA（ceRNA）作用，在肾癌中促进了舒尼替尼（Sunitinib）耐药。结果表明lncARSR或许可以充当舒尼替尼耐药的一个预测因子和一个潜在的治疗靶点。研究论文发表在2016年4月的Cancer Cell杂志上（王红阳院士、王林辉教授CancerCell发表lncRNA重要发现）。

2016年8月，第二军医大学、中国医学科学院的研究人员证实，肿瘤外泌体RNAs通过激活肺泡上皮TLR3招募中性粒细胞促进了肺转移前微环境形成。这一研究发现发布在Cancer Cell杂志上（曹雪涛院士CancerCell揭示癌症转移机制）。

在当前的研究中，南京大学的研究人员检测了用紫草素处理的乳腺癌细胞系MCF-7释放的外泌体，发现了外泌体水平与细胞增殖呈正相关。随后他们在MCF-7细胞和外泌体中分析了miRNA表达谱，发现一些miRNAs特异分选富集于外泌体中。他们通过敲低外泌体中最丰富的miRNAs及MCF-7细胞增殖实验发现，外泌体中的miR-128负调控了MCF-7受体细胞中的Bax蛋白水平，抑制了细胞增殖。

这些结果表明，紫草素通过减少肿瘤来源的外泌体miR-128抑制了MCF-7细胞的增殖。新研究表明，紫草素通过抑制外泌体的释放遏制了MCF-7细胞的生长。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Shikonin Inhibits the proliferation of Human Breast Cancer Cells by Reducing Tumor-Derived Exosomes.

Shikonin is a naphthoquinone isolated from the traditional Chinese medicine Lithospermum. It has been used in the treatment of various tumors. However, the effects of shikonin on such diseases have not been fully elucidated. In the present study, we detected the exosome release of a breast cancer cell line (MCF-7) with shikonin treatment and found a positive relationship between the level of secreted exosomes and cell proliferation. We next analyzed miRNA profiles in MCF-7 cells and exosomes and found that some miRNAs are specifically sorted and abundant in exosomes. Knockdown of the most abundant miRNAs in exosomes and the MCF-7 proliferation assay showed that miR-128 in exosomes negatively regulates the level of Bax in MCF-7 recipient cells and inhibits cell proliferation. These results show that shikonin inhibits the proliferation of MCF-7 cells through reducing tumor-derived exosomal miR-128. The current study suggests that shikonin suppresses MCF-7 growth by the inhibition of exosome release.

作者简介：

张辰宇

博士，****特聘教授,享受国务院特殊津贴，担任国家“973”、“863”项目首席科学家，国家自然科学基金委杰出青年基金获得者，2009年“新世纪百千万人才工程”国家级人选、江苏省333人才工程二层次人才，江苏省2006年度十大杰出青年，2008年度谈家桢生命科学创新奖获得者，2007年度中国侨联科技创新人才奖获得者。1982-1987年就读于哈尔滨医科大学，1991-1995年在日本德岛大学医学部读博士，师从著名内分泌学家，日本内分泌学会会长(1992-1994)，日本德岛大学校长斋藤史郎教授研究神经内分泌的分子作用机理，1995年获得博士学位。在攻读博士期间，经过和全日本医学生物博士研究生的竞争，获1993年度日本学术振兴会特别研究员奖，是那一年度在医学生物领域里唯一获奖的外国人。1995－1999年在哈佛大学医学院随著名内分泌学家Reed Larson及Bradford Lowell做博士后研究。1999-2004年受聘于哈佛大学医学院任内分泌学,分子糖尿病学研究助理教授。2002年获美国糖尿病学会年青学者奖。2003-现在南京大学生命科学学院教授,院长。主要研究microRNA，线粒体功能和人体及细胞能量代谢。在包括Cell, Nature, Science及其子刊的国际学术期刊共发表论文约150余篇。