卡梅德生物合作成果｜《Molecular Cancer》VDR激动剂Vitexin：通过调控巨噬细胞预防炎性肠病相关肠癌！

结直肠癌是全球癌症相关死亡的主要诱因之一，近两成病例与慢性炎症存在联系，结肠炎相关结直肠癌（CAC）是炎症性肠病（IBD）患者经长期慢性炎症刺激形成的侵袭性肿瘤亚型，它的致病机制比较复杂，目前已知的药物治疗效果并不理想。

维生素D受体（VDR）在肠道炎症反应与肿瘤发生发展中承担着关键的调控作用，但在CAC病变过程中的具体作用机制尚未被完全阐明。

肿瘤微环境（TME）内巨噬细胞的极化状态，即具有抗肿瘤活性的 M1型与促肿瘤生长的M2型两种类型，对肿瘤演进过程起到决定性作用。因此，筛选可调控VDR活性并干预巨噬细胞极化方向的天然化合物对CAC的预防与临床治疗具有重要价值。

Yonger Chen团队率先证实黄酮类小分子化合物牡荆素（Vitexin）是一类新型维生素D受体激动剂，相关研究成果于2024年刊发在国际期刊《Molecular Cancer》。团队通过体内外实验体系系统揭示该化合物通过VDR/PBLD信号通路调控巨噬细胞极化方向，进而阻断慢性结肠炎向结直肠癌恶性转化的分子作用机制。本研究在蛋白互作验证环节中的核心实验材料—重组人源VDR蛋白由卡梅德生物（KMD Bioscience）定制合成。

 

1. VDR缺失加速慢性结肠炎向癌症的恶性转变

图1 VDR在慢性肠道炎症性癌症的转化中起着重要作用

 

CAC小鼠模型的实验数据显示，肠道组织样本内的VDR蛋白表达水平出现明显降低，定向敲除小鼠髓系细胞中的VDR编码基因后，病症发展进程急剧加重，且实验小鼠体重回升态势变差，结肠部位炎症反应与组织损伤程度显著加剧，肿瘤组织生长进程同步加快。该研究结论首次在动物体内清晰验证，VDR，尤其是其在免疫细胞群体中的表达产物是阻止肠道“炎癌转化”进程的重要生物学屏障。

 

2. 多维度实验证实Vitexin直接靶向并结合VDR蛋白

图2 Vitexin以VDR为靶点，结合VDR- LBD区域的氨基酸基序

 

为了寻找调控VDR的活性分子，研究团队关注到了天然黄酮类物质Vitexin，初步证实了Vitexin与VDR在细胞层面存在结合。随后，利用重组蛋白制备技术获得了高纯度人源VDR配体结合域（LBD）重组蛋白，通过SPR证实两种物质存在直接相互作用。分子对接模拟与点突变验证实验也进一步证明，Vitexin与VDR的关键的结合位点位于VDR蛋白LBD结构域的第287位苏氨酸处。

 

3. Vitexin促进VDR核转位并激活其转录功能

图3 Vitexin促进巨噬细胞中VDR蛋白的核易位，调控核转录

 

结合作用明确后，研究人员继续探究Vitexin对VDR功能的具体作用。经Vitexin处理后，巨噬细胞中的VDR蛋白表达水平上调，蛋白从细胞质向细胞核发生特异性转运，核内VDR活性显著增强，其转录活性通过经典靶基因CYP24A1启动子报告基因实验得到验证。该结果证实了Vitexin不仅能与VDR结合，更是其功能的“高效启动器”，为其后续调控基因表达奠定基础。

4. 在模拟肿瘤微环境中，Vitexin逆转VDR的抑制状态

 

图2 在肿瘤微环境中，Vitexin促进VDR的核易位

 

肿瘤局部微环境复杂且具备免疫抑制性。为了模拟此环境，研究人员构建肿瘤细胞与巨噬细胞共培养实验体系，随后发现，与肿瘤细胞共同培养可显著抑制巨噬细胞内VDR蛋白表达量，并复刻了体内环境的免疫抑制特征，添加Vitexin能有效改变该抑制效应，并使细胞核内VDR含量重新升高。实验证实，Vitexin在接近生理状态的复杂细胞互作网络中仍可高效发挥对VDR的调控作用。

 

5. Vitexin依赖VDR调控巨噬细胞向抗肿瘤M1表型极化

 

图5 Vitexin调节共培养巨噬细胞的极化，依赖于VDR

 

细胞共培养体系实验证实，Vitexin能够显著促进巨噬细胞中iNOS等M1型抗肿瘤标志物表达上调，并抑制CD206等M2型促肿瘤标志物表达，而将巨噬细胞中的VDR敲低后，Vitexin的这种调控效应会彻底消失。两组正反实验结果表明：Vitexin对巨噬细胞极化的调控作用完全依赖VDR蛋白的表达与功能完整性。

6. Vitexin通过VDR/PBLD信号轴执行对巨噬细胞的调控

 

图6 Vitexin通过VDR/PBLD通路调节肿瘤微环境中的巨噬细胞极化

 

被激活的核内VDR如何影响巨噬细胞？通过ChIP实验，研究人员发现，VDR能够直接结合PBLD基因（一种已被证实具备肿瘤抑制潜力的基因）的启动子区段。后续实验进一步证实Vitexin可通过VDR通路显著提高PBLD基因转录水平，而PBLD表达被沉默后，Vitexin介导的巨噬细胞M1极化作用也被阻断。至此，该实验证实了一条完整清晰的信号传导路径：即Vitexin→VDR→PBLD→M1型巨噬细胞极化。

 

卡梅德生物依靠前沿的基因工程技术，可在多种宿主细胞体系中高效表达目的蛋白，提供哺乳蛋白表达、原核蛋白表达、无细胞表达等多种服务，保障产物兼具高纯度、高稳定性与高生物活性，能够充分满足客户多方面的应用需求。