合併使用咖啡酸苯乙酯和「剋癌易」可有效抑制「剋癌易」抗藥性攝護腺腫瘤的生長

攝護腺癌是全世界男性第二常見的癌症,每年約新增一百三十萬位患者。攝護腺癌罹患率隨著年紀超過六十五歲後快速地增加,男性一輩子中平均每8人會有1人罹患攝護腺癌。過去三十年來,攝護腺癌罹患率在台灣逐年攀升,2021年為國人癌症十大致死癌症中的第5名。隨著台灣社會快速老化,攝護腺癌無庸置疑將成為健保需要面對的重要議題。由於攝護腺腫瘤的生長需要倚賴雄激素,因此雄激素剝奪療法(androgen deprivation therapy,簡稱ADT)為攝護腺癌轉移的標準療法。雖然攝護腺腫瘤在ADT治療後會迅速萎縮,然絕大多數患者卻在1至3年內會產生復發癌症,復發的腫瘤稱為「非荷爾蒙倚賴型復發攝護腺癌」(castration-resistant prostate cancer,簡稱CRPC)。臨床上,CRPC復發攝護腺癌經常會使用「剋癌易」(docetaxel)進行化療,是一種由歐洲紫杉樹葉抽提之抗癌藥,為半合成化合物。「剋癌易」會與微管(microtubules)中的微管蛋白β-tubulin結合,導致微管非常穩定無法分解及再聚合,使細胞無法進行新的細胞分裂;與正常體細胞相比,癌細胞分裂生長迅速,因此癌細胞對「剋癌易」很敏感,使得「剋癌易」可以抑制復發的攝護腺癌腫瘤及一些其它癌症。美國食品藥物管理局(FDA)核可使用「剋癌易」搭配「強的松」(prednisone,口服糖皮質激素)作為CRPC復發攝護腺癌患者的標準療法。研究顯示,攝護腺癌患者接受ADT治療搭配「剋癌易」,比只接受ADT治療的患者平均存活增加13.6個月。接受「剋癌易」的患者有較好的存活率、較低的攝護腺特定抗原PSA、減少的疼痛以及生活品質的改善。然而,臨床上僅約有半數CRPC患者會對「剋癌易」的治療產生反應,且即便有反應,絕大多數患者在1至3年內也會產生抗藥性,使「剋癌易」失去治療效果。

 

本院細胞及系統醫學研究所褚志斌副研究員與其實驗室成員傅榆格、汪碧娟等人探討是否能合併使用咖啡酸苯乙酯(caffeic acid phenethyl ester,簡稱CAPE)和「剋癌易」抑制「剋癌易」抗藥性攝護腺癌細胞的存活與生長,期延長「剋癌易」之療效。CAPE是楊樹型蜂膠的主要成分之一,是咖啡酸的衍生物,具有很強的抗氧化力。先前團隊已發表CAPE會抑制攝護腺腫瘤的生長、癌症轉移與雄激素受體的表現,此次團隊與高雄醫學大學侯自銓教授合作,利用侯教授自PC-3和DU-145二種人類攝護腺癌細胞建立的「剋癌易」抗藥株PC/DX25和DU/DX50細胞株進行研究。細胞增殖分析(proliferation assay)和細胞存活分析(MTT assay)顯示,合併使用20 μM CAPE與「剋癌易」,可將PC/DX25和DU/DX50抗藥株細胞存活的IC50大幅度降低15倍和9倍,降至與「剋癌易」抑制無抗藥性PC-3和DU-145細胞的IC50相近。裸鼠實驗顯示,僅施打5 mg/kg「剋癌易」會讓裸鼠體內人類PC/DX25抗藥性攝護腺癌腫瘤繼續生長,但是合併施打10 mg/kg CAPE和5 mg/kg「剋癌易」,則會明顯抑制PC/DX25腫瘤生長,並減少腫瘤周遭新生血管。另外,彗星實驗(Comet assay)和Annexin V細胞凋亡染色分析顯示,CAPE和「剋癌易」合併使用會誘發抗藥性攝護腺癌細胞的細胞凋亡(apoptosis)。

 

高通量西方點墨微陣列Micro-Western Array(MWA)平台和西方點墨Western blotting分析顯示,合併CAPE和「剋癌易」會抑制抗藥性攝護腺癌細胞內與存活有關的Bcl-2、AKT2、c-Myc、AVEN等蛋白質以及代謝蛋白PKM2,但是會增加誘發細胞凋亡的Bax、caspase 3、cytochrome c等蛋白質以及增加AGK酵素和葡萄糖代謝酵素G6PD。攝護腺癌細胞中,Bcl-2蛋白表現被發現和抗藥性的產生有關連性。團隊發現過量表達(overexpression)Bcl-2蛋白可拮抗CAPE和「剋癌易」合併治療對癌細胞的存活抑制,顯示Bcl-2是CAPE和「剋癌易」合併治療重要的抑制標的。使用qRT-PCR分析代謝相關基因的表現顯示,CAPE和「剋癌易」合併使用會顯著地抑制膽固醇合成相關基因DHCR24和LSS,而膽固醇在攝護腺癌腫瘤細胞的生長與惡化中扮演重要角色。由於CAPE是一種天然物,亦可由合成產生,而先前其他動物實驗研究顯示注射10 mg/kg CAPE並無毒性,而注射20~30 mg/kg僅引起肝腎的輕微毒性,顯示CAPE具有作為「剋癌易」抗藥性攝護腺癌患者輔助治療藥物的潛力。此項研究已發表於Journal of Biomedical Science(2022 Feb 23;29(1):16)。團隊目前正與本院生技與藥物研究所合作,篩選合適之CAPE結構類似物作為「剋癌易」抗藥性攝護腺癌之輔助治療後選藥物,期待能盡快應用於臨床治療以造福「剋癌易」抗藥性攝護腺癌患者。

圖B:圖片顯示部分Micro-Western Array結果,相較於僅使用「剋癌易」(CAPE 0 μM),CAPE和「剋癌易」合併使用與顯著地影響與細胞凋亡、存活以及代謝調控相關的蛋白質表現。

 

文/圖:細胞及系統醫學研究所褚志斌副研究員

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