台灣:靈芝蛋白標靶EGFR,與順鉑聯手制伏抗藥性肺腺癌

2017年6月1日/國立陽明大學等/International Journal‭ ‬of Cancer

文/吳亭瑤

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靈芝蛋白使肺腫瘤的生長速度減緩一半

靈芝免疫調節蛋白(簡稱靈芝蛋白)是靈芝裡的活性成分之一,過去已有許多研究肯定它的「抗肺癌」能力。其對肺腫瘤的抑制效果到底有多好?看看下面這兩張圖即可略知一二。

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圖1‭ ‬肺癌小鼠的腫瘤體積變化

(資料來源/Int J Cancer. 2017; 140(11):2596-2607.)

 

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圖2‭ ‬接種肺癌細胞後第17天的腫瘤大小

(資料來源/Int J Cancer. 2017; 140(11):2596-2607.)

 

這是許先業、林東毅等,利用基因工程大量表現與純化而得的rLZ-8所做的體內實驗結果。圖1裡的兩條曲線是小鼠在接種肺癌細胞後,腫瘤的生長變化。可以發現,靈芝蛋白rLZ-8組的腫瘤(紅色曲線)比控制組(黑色曲線)小很多,體積相差至少一倍。

當實驗結束時,也就是接種肺癌細胞之後第17天,把小鼠身上的肺腫瘤取出來做比較,也可看出兩組腫瘤大小有明顯差距(如圖2)。

之所以會造成這兩種截然不同的結果,關鍵就在,靈芝蛋白rLZ-8組的小鼠,在植入肺癌細胞之後的第3、第7、第11和第15天(即每隔4天),研究者會在其腹腔注射7.5‭ ‬mg/kg的靈芝蛋白rLZ-8。

注入腹腔的rLZ-8會透過腹膜吸收,快速進入血液發揮作用。由於控制組並未給予任何治療,其他生長條件則與靈芝蛋白rLZ-8組無異,因此靈芝蛋白組的腫瘤明顯較小,顯然是rLZ-8的功勞。

 

靈芝蛋白能使EGFR的表現量減半

靈芝蛋白rLZ-8為什麼能抑制腫瘤生長?研究者把矛頭指向癌細胞表面的表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor),簡稱EGFR。

癌細胞表面的EGFR愈多,癌細胞的增生和存活能力就愈強。而在上述動物實驗裡,靈芝蛋白rLZ-8組的腫瘤組織中,EGFR表現量只有控制組的一半(如圖3),顯然抑制EGFR是靈芝蛋白rLZ-8抗肺癌的功效來源之一。

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圖3‭ ‬腫瘤組織中的EGFR蛋白表現量

(資料來源/Int J Cancer. 2017; 140(11):2596-2607.)

 

為什麼EGFR過度表現會讓癌症失控?

EGFR是癌細胞表面常見的受體之一,尤其是肺癌細胞。當它受到生長因子(如EGF)刺激時,就會活化細胞內的酪胺酸激酶,進而啟動細胞內一系列調控細胞生長的分子,促進癌細胞的增生和轉移。這是一般型(wild-type,也稱原生型)的EGFR。

另外還有一種是突變型的EGFR,不需任何外來刺激,本身就會自動自發、持續不斷地活化酪胺酸激酶。所以帶有EGFR突變的癌細胞,會長得更快,也更難以控制。

不管是一般型或突變型的EGFR,只要能讓EGFR失去作用,或是讓酪胺酸激酶不活化,癌細胞就會像少一顆馬達一樣,威力大減。

眾所周知的肺癌標靶藥,艾瑞莎(商品名Iressa,學名gefitinib)和得舒緩(商品名Tarceva,學名erlotinib),其作用來源,就在阻止突變型的EGFR活化酪胺酸激酶。

然而不管是艾瑞莎或得舒緩,或是其他類似藥物,在用了一段時間之都出現抗藥性的問題,或是因為EGFR或癌細胞本身再次發生突變,而使原本有效的治療失效。

因此針對EGFR過度表現的癌症開發新藥物,抑或尋找合適的協同藥物來加強現有的治療,仍是許多科學家努力的目標。而許先業、林東毅等發表在《International Journal‭ ‬of Cancer》的這篇論文,就是在告訴我們,靈芝蛋白其實大有可為,值得關注。

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EGF與EGFR關係示意圖

EGF生長因子會激活EGFR,進而活化一系列與細胞生長有關的分子,

促使細胞增生、存活和轉移。

(重製/吳亭瑤,圖片來源/維基共享資源

 

不論一般型或突變型的EGFR‭
靈芝蛋白都有抑制作用

如前所述,靈芝蛋白rLZ-8確實可以在肺癌動物體內,藉由降低EGFR的表現量,顯著抑制腫瘤生長。

此外,他們還透過體外實驗分析多種人類肺癌細胞,結果發現,不論其EGFR是一般型或突變型,靈芝蛋白rLZ-8都能降低EGFR的表現量,阻止它進一步活化酪胺酸酶及其下游的ERK1/2、AKT等分子,進而減少細胞增生、加速細胞凋亡,最後終於導致癌細胞的整體存活率大幅下降。

 

靈芝蛋白加速清除EGFR

該研究也發現,靈芝蛋白rLZ-8可以直接與EGFR結合,而且結合的位點和EGF生長因子一樣,都是在Y1045。這個作用會觸發肺癌細胞的「胞飲作用」(endocytosis),把EGFR「吞」到細胞裡,讓它從細胞表面消失。

與此同時,rLZ-8還能驅使肺癌細胞內的「泛素化連接酶CBL」與內吞到細胞裡的EGFR結合,這就像待宰的羔羊被做上宰殺記號一樣,沒多久就會被送到細胞內的「垃圾處理廠」(蛋白酶體或溶酶體)水解掉。

靈芝蛋白rLZ-8正是靠上述作用機制,快速解決肺癌細胞過度表現EGFR的問題。有趣的是,rLZ-8與EGFR結合的位點雖然和EGF生長因子一樣,卻不會像EGF那樣活化EGFR。當rLZ-8和EGF同時存在時,不但EGF無法發揮活化EGFR的作用,EGFR從細胞表面消失的速度還會更加快速。

再者,當rLZ-8與抗癌新藥cetuximab(EGFR單株抗體,中文藥名為「爾必得舒注射液」)併用時,抑制EGFR的效果也強過各別單用。而透過基因序列比對也可確知,rLZ-8和EGF,以及其他可以與EGFR結合的蛋白分子,並無相似的基因序列。

所以rLZ-8對肺癌細胞來說,就像是一個「前所未見的對手」;對亟需肺癌新藥的醫界來說,也是一個「全新的候選藥物」。但作為藥物還得瞭解更多細節才行,因此rLZ-8與EGFR到底是怎麼結合的,將是許先業的研究團隊接下來要探討的重點。

 

靈芝蛋白與化療藥或標靶藥併用
提高對「抗藥性肺癌細胞」的抑制效果

由於順鉑是治療肺癌的第一線用藥,因此研究者還探討了rLZ-8與順鉑的協同作用。結果發現,以「rLZ-8+順鉑」處理「對艾瑞莎有抗藥性」的肺癌細胞,可顯著降低癌細胞的存活率,其作用機制和「抑制EGFR」(減少細胞增生)、「促進細胞凋亡」密切相關。

此外,研究者也嘗試用「rLZ-8+艾瑞莎」來處理「對艾瑞莎有抗藥性」和「對艾瑞莎不敏感」的肺癌細胞,效果也都比單用艾瑞莎或rLZ-8來得顯著。所以靈芝蛋白不只和順鉑,和標靶藥也有很好的協同作用,臨床上的應用價值不言可喻。

 

另一種靈芝蛋白GMI也有相似作用

其實靈芝蛋白rLZ-8不只能標靶EGFR,更早之前許先業的團隊也證實,靈芝蛋白rLZ-8可透過活化抑癌基因p53標靶FAK分子等不同的機制,抑制細胞表面帶有EGFR的肺癌細胞增生和轉移。這種「多靶點」的抑制作用,對於動不動就產生抗藥性或發生突變的肺癌細胞,再理想也不過了,有助於降低抗癌失敗的風險。

有趣的是,不只rLZ-8有效,許先業等的團隊也證實,另一個來自小孢子靈芝(Ganoderma microsporum)的免疫調節蛋白GMI,其與rLZ-8在化學結構上略有差異,但對於EGFR也有相似的作用。

顯然,靈芝裡值得開發的免疫調節蛋白不只一個。面對詭計多端的癌細胞,我們肯定需要更多精良的武器,而「靈芝蛋白們」肯定是不容錯過的尖兵。

〔資料來源〕Lin TY, et al. Induction of Cbl-dependent epidermal growth factor receptor degradation in Ling Zhi-8 suppressed lung cancer. Int J Cancer. 2017 Jun 1;140(11):2596-2607.

延伸閱讀

1. Wu CT, et al. Ling Zhi-8 mediates p53-dependent growth arrest of lung cancer cells proliferation via the ribosomal protein S7-MDM2-p53 pathway. Carcinogenesis. 2011 Dec; 32(12):1890-6.

2. Lin TY, et al. Ling Zhi-8 reduces lung cancer mobility and metastasis throughdisruption of focal adhesion and induction ofMDM2-mediated Slug degradation. Cancer Lett. 2016; 375(2):340-8.

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