蜂毒会杀死侵袭性乳腺癌细胞

诸平

Fig. 1: Honeybee venom and melittin specifically reduce breast tumor cell viability.

a The process of bee venom collection and melittin treatment of breast cancer cells, featuring a honeybee collected in Australia. b Cell-viability assays of a panel of human normal and breast cancer cell lines treated with honeybee venom from Australia (left) or melittin (right), with c the IC50 values (generalized linear models). Cell-viability assays of normal human dermal fibroblasts (HDFa) and breast cancer cell lines (SUM159 and SKBR3) treated with d venom from populations of honeybees in Ireland (left) and England (right) (one-way ANOVA), and e venom from England worker (left) and queen (right) bumblebees. f Absorbance (405 nm) of aqueous solutions of melittin and bee venom assessed by ELISA with the anti-melittin antibody and IgG control (two-way ANOVA). g Cell-viability assays in HDFa and SUM159 cells after blocking melittin using the anti-melittin antibody with honeybee venom (left) and melittin (right). Data are represented as mean ± SEM (n = 3). Differences were considered significant at p < 0.05 (*), p < 0.01 (**), and p < 0.001 (***). See also Supplementary Fig. 1.

据哈里·珀金斯医学研究所（Harry Perkins Institute of Medical Research）2020年9月2日提供的信息，最新研究发现，蜜蜂毒液（honeybee venom）会导致难以治疗的三阴性乳腺癌中癌细胞死亡，而对健康细胞的影响却很小。

哈里·珀金斯医学研究所（Harry Perkins Institute of Medical Research）和澳大利亚西澳大学（University of Western Australia）的席亚娜·达菲（Ciara Duffy）博士利用珀斯西澳大利亚州（Perth Western Australia）、爱尔兰（Ireland）和英格兰（England）的312种蜜蜂（ honeybees）和大黄蜂（bumblebees）的毒液，测试了其毒液对乳腺癌临床亚型（clinical subtypes of breast cancer）的影响，包括治疗选择受限的三阴性乳腺癌。

相关研究结果于2020年9月1日发表在《npj精准肿瘤学》（npj Precision Oncology）杂志上——Ciara Duffy, Anabel Sorolla, Edina Wang, Emily Golden, Eleanor Woodward, Kathleen Davern, Diwei Ho, Elizabeth Johnstone, Kevin Pfleger, Andrew Redfern, K. Swaminathan Iyer, Boris Baer, Pilar Blancafort. Honeybee venom and melittin suppress growth factor receptor activation in HER2-enriched and triple-negative breast cancer. npj Precision Oncology, 2020; 4 (1) DOI: 10.1038/s41698-020-00129-0. Published: 01 September 2020. 此项研究显示，蜂毒液（honeybee venom）会迅速破坏三阴性乳腺癌和富含HER2的乳腺癌细胞。

席亚娜·达菲博士说，这项研究的目的是研究蜂毒液（honeybee venom）和一种成分蜂毒肽（melittin）对不同类型乳腺癌细胞的抗癌特性。

“以前没有人比较过蜂毒液（honeybee venom）或蜂毒肽（melittin）对乳腺癌细胞和正常细胞的所有不同亚型的影响。我们在正常的乳腺癌细胞以及乳腺癌临床亚型的细胞上测试了蜂毒液：荷尔蒙受体阳性乳腺癌（hormone receptor positive breast cancer）细胞、富含HER2的乳腺癌（HER2-enriched breast cancer）细胞和三阴性乳腺癌（triple-negative breast cancer）细胞。”

席亚娜·达菲博士说：“我们在蜜蜂毒液中测试了一种极小的带正电的肽，称为蜂毒肽（melittin），我们可以合成该产物，并发现合成产物反映了蜜蜂毒液的大部分抗癌作用。而且，蜜蜂毒液和蜂毒肽均显著地选择性和迅速降低了三阴性乳腺癌和富含HER2的乳腺癌细胞的活力。”席亚娜·达菲博士补充说：“毒液非常有效,且发现蜂毒肽可以在60 min内完全破坏癌细胞膜。”特定浓度的蜜蜂毒液可以诱导100％的癌细胞死亡，而对正常细胞的影响却很小。

“蜜蜂毒液中的蜂毒肽（Melittin）也有另一个显著作用，在20 min内，蜂毒肽能够显著减少癌细胞生长和细胞分裂所必需的化学信息。

“我们研究了蜜蜂毒液和蜂毒肽如何影响癌症信号通路，这是癌细胞生长和繁殖所必需的化学信息，我们发现这些信号通路很快就被关闭了。蜂毒肽通过抑制三阴性乳腺癌中通常过表达的受体（表皮生长因子受体）的活化来调节乳腺癌细胞中的信号传导，并抑制富含HER2的乳腺癌中过表达的HER2的活化。”

西澳大利亚州首席科学家教授彼得·克林肯教授（Western Australia's Chief Scientist Professor Peter Klinken）说：“这是令人难以置信的并令人兴奋的发现，蜂毒肽（melittin）是蜜蜂毒液（honeybee venom）的主要成分，可以抑制致命的乳腺癌细胞，特别是三阴性乳腺癌细胞的生长。

他说：“重要的是，这项研究表明蜂毒肽如何干扰乳腺癌细胞内的信号通路以减少细胞复制。它提供了另一个绝佳的例子，说明天然化合物可用于治疗人类疾病。”

席亚娜·达菲博士还进行了测试，以查看蜂毒肽是否可以与现有的化疗药物一起使用，因为它会在乳腺癌细胞膜上形成孔或洞，从而有可能使其他疗法进入癌细胞，从而增加细胞死亡。

“我们发现蜂毒肽可以与小分子或化学疗法例如多西紫杉醇（docetaxel）一起使用，以治疗高度侵袭性的乳腺癌。蜂毒肽和多西紫杉醇的组合在降低小鼠肿瘤生长方面非常有效。”

席亚娜·达菲博士的研究是在皮拉尔·布朗卡福特教授（Prof. Pilar Blancafort）的监督下，在珀斯的哈里·珀金斯医学研究所（Perth's Harry Perkins Institute of Medical Research）的癌症表观遗传学实验室从事的博士学位的一部分。“我之所以收集珀斯蜜蜂毒液（Perth honeybee venom），是因为珀斯蜜蜂是世界上最健康的蜜蜂。”

她说：“在将毒液倒钩从蜜蜂腹部拔出并通过仔细解剖将毒液抽出之前，用二氧化碳使蜜蜂进入休眠并将其置于冰上。”

尽管有2万种蜜蜂，但席亚娜·达菲博士想将珀斯蜜蜂毒液与爱尔兰和英格兰其他蜜蜂种群以及大黄蜂毒液（venom of bumblebees）的影响进行比较。

席亚娜·达菲博士说：“我发现，在澳大利亚、爱尔兰和英格兰的欧洲蜜蜂蜂毒（European honeybee venom）与正常细胞相比，对乳腺癌细胞产生了几乎相同的影响。然而，即使在非常高的浓度下，大黄蜂毒液（bumblebee venom）也无法诱导细胞死亡。

1950年，《自然》（Nature）杂志发表了有关蜂毒（bee venom）作用的首批报告之一，其中毒液减少了植物中肿瘤的生长。然而，席亚娜·达菲博士说，只是在过去的20年中，人们才对蜜蜂毒液（honeybee venom）对不同癌症的影响产生了浓厚的兴趣。在未来将需要进行更多研究以正式评估蜂毒肽的最佳递送方法，以及毒性和最大耐受剂量等相关问题。更多信息请注意浏览原文或者相关报道。

Abstract

Despite decades of study, the molecular mechanisms and selectivity of the biomolecular components of honeybee (Apis mellifera) venom as anticancer agents remain largely unknown. Here, we demonstrate that honeybee venom and its major component melittin potently induce cell death, particularly in the aggressive triple-negative and HER2-enriched breast cancer subtypes. Honeybee venom and melittin suppress the activation of EGFR and HER2 by interfering with the phosphorylation of these receptors in the plasma membrane of breast carcinoma cells. Mutational studies reveal that a positively charged C-terminal melittin sequence mediates plasma membrane interaction and anticancer activity. Engineering of an RGD motif further enhances targeting of melittin to malignant cells with minimal toxicity to normal cells. Lastly, administration of melittin enhances the effect of docetaxel in suppressing breast tumor growth in an allograft model. Our work unveils a molecular mechanism underpinning the anticancer selectivity of melittin, and outlines treatment strategies to target aggressive breast cancers.