2025研究新知|小孢子靈芝免疫調節蛋白質GMI抑制三陰性乳癌轉移的機制:阻斷IGF-1啟動的癌轉移訊號

攸關乳癌致死之關鍵,乃在乳癌細胞發生腋下淋巴轉移。也就是說,如果能夠防止乳癌轉移,就有更多與癌共存的生機。此道理也同樣適用三陰性乳癌。根據中山醫學大學和中國醫藥大學聯手進行的研究顯示,GMI能干預IGF-1驅動的癌轉移訊號,使三陰性乳癌細胞不易轉移陣地。這對轉移風險高、治療選項少的三陰性乳癌來說,無疑帶來了新契機。

撰文/吳亭瑤        審訂/鄭鈞文

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https://doi.org/10.1002/ddr.70202

 

三陰性乳癌(Triple-negative breast cancer,簡稱TNBC)的細胞表面缺乏雌激素受體(estrogen receptor,簡稱ER)、黃體素受體(progesterone receptor,簡稱PR)和人類第二型表皮生長因子受體蛋白(human epidermal growth factor receptor 2,簡稱HER2),這意味癌細胞的生長不依賴荷爾蒙刺激,因此無法使用傳統的荷爾蒙或是針對HER2的標靶藥物療法。由於此類癌細胞缺乏明確且穩定的分子標記可供鎖定,故為所有乳癌亞型中惡性度最高、預後最差的一類。

這種「沒有特徵」的特性,讓三陰性乳癌的治療策略相對有限,治療效果也比較難以長期維持。當癌細胞的增生速度與侵襲能力超過藥物可控的範圍時,癌細胞便容易發生淋巴結轉移、遠端器官轉移,伴隨復發風險升高,進而降低病人存活率。這使得三陰性乳癌的治療研究不再只是關注「如何殺死癌細胞」,也越來越重視「如何阻止它們轉移」。

先前已有研究證明,小孢子靈芝免疫調節蛋白質GMIGanoderma microsporum immunomodulatory protein)對高侵襲性肺癌細胞腦癌細胞黑色素瘤有很好的抑制轉移作用。而今,中山醫學大學醫學研究所鄭鈞文教授團隊,聯手中國醫藥大學中西醫結合研究所廖文伶副教授等於2025年發表在《Drug Development Research》(藥物開發研究)的報告,則透過細胞實驗證明,GMI也有抑制三陰性乳癌細胞轉移的能力,其作用機制與「阻斷IGF-1啟動的癌轉移訊號」有關。

 

原本促進生長的IGF-1,成了癌轉移的幫兇

癌細胞從原地向外發展需要很多條件配合,其中一個關鍵的幕後推手,就是IGF-1(Insulin-like growth factor-1,類胰島素生長因子)。由肝臟分泌的IGF-1可廣泛作用於全身組織細胞,具有促進細胞生長與分化、抑制細胞凋亡等功能,對於提升肌肉強度、增加骨質密度、促進神經修復和生長發育都相當重要。但對三陰性乳癌來說,IGF-1不僅是促進癌細胞增生和存活的得力助手,更是啟動癌轉移的關鍵訊號。

IGF-1是如何「鼓動」癌細胞脫離舒適圈,開始向外發展?首先,它會跟癌細胞表面的「類胰島素生長因子受體(IGF-1R)」結合,然後,細胞內部就開始像接力賽般地忙碌起來了:

最先被活化的是,細胞內一組負責傳遞細胞生長與存活訊號的關鍵蛋白激酶PI3K/Akt。緊接著,活化的PI3K/Akt會抑制另一個訊號分子GSK3β的作用,使其無法執行「防止β-catenin過度累積」的調控功能。

β-catenin是一種雙重作用的訊號蛋白,當它位於細胞質時,主要參與細胞之間的黏附作用,幫助組織維持穩定;但當細胞質中β-catenin累積的量超過一定門檻時,便會進入細胞核,啟動多個參與增生、侵襲和轉移的基因(如c-Myc、Cyclin D1、MMP-9)。

為了防止過量的β-catenin進入細胞核啟動不必要的基因表現,細胞設置了GSK3β作為β-catenin的調控者,而GSK3β的調控方式,就是適時透過磷酸化作用標記β-catenin,使其被送往細胞的蛋白質分解系統(蛋白酶體)加以分解。

可是,如前所述,當IGF-1與IGF-1R結合後而活化的PI3K/Akt,會限制GSK3β的活性,這就讓β-catenin有機會進入細胞核⋯⋯隨之而來就是:

➤ 有助細胞持續增殖的c-Myc和Cyclin D1轉錄表達程度上升;

➤ 有助癌細胞突破組織屏障、鑽進血管、進入血流的MMP-9也大量產生;

➤ 與此同時,由於β-catenin沒有留在原本維持細胞穩定的位置,使得癌細胞開始被推往「上皮-細胞間質轉化」(Epithelial-Mesenchymal Transition,EMT)——從排列緊密、不易移動的上皮細胞型態,逐漸轉變成具有侵襲和遷移能力的間質細胞型態。

 

GMI可阻斷IGF-1驅動的癌轉移訊號

也就是說,IGF-1透過「IGF-1R → PI3K/Akt → GSK3β → β-catenin →癌轉移相關基因和EMT」這一層層的訊號傳遞,讓癌細胞取得了向外發展的動能。這些訊號之間的關係,就如下圖左半邊(圖1 A)所示。

然而,根據本研究的實驗結果顯示,GMI可以在IGF-1強烈刺激癌細胞的環境下,阻斷癌轉移的訊號傳遞,其作用機制就如下圖右半邊(圖1 B)所示。

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【圖1A】IGF-1促進三陰性乳癌細胞侵襲與遷移的訊號機制示意圖

【圖1B】GMI透過抑制PI3K/Akt訊號途徑,阻止IGF-1驅動的癌轉移機制示意圖

 

 

有GMI牽制的癌細胞,真的比較不會亂跑

研究團隊之所以能幫GMI歸納出上述作用機制,主要是根據以下的實驗結果:

① 無IGF-1,只有GMI:首先,讓兩種不同來源的三陰性乳癌細胞(Hs578T和MDA-MB-231)與GMI共同培養24小時,再評估其侵襲與遷移能力。

侵襲(invasion)指的是癌細胞破壞並穿透周圍組織結構,向相鄰正常組織浸潤的能力;遷移(migration)則是指癌細胞在接收到刺激訊號後,沿著組織基質移動,朝血管或淋巴管方向前進的能力。這兩項指標綜合起來,就是科學上在體外評估癌轉移潛力的重要根據。

結果顯示,在未添加IGF-1的情況下,以GMI(0.8 μM)處理的Hs578T 細胞,侵襲能力降低80%以上,遷移能力降低60%以上;以GMI(0.4 μM)處理的MDA-MB-231細胞,侵襲與遷移能力均下降60%以上。此外,這兩組三陰性乳癌細胞內PI3K/Akt訊號路徑被活化的程度也明顯下降。

② IGF-1和GMI同時作用:第二階段的實驗則是在癌細胞裡加入IGF-1(100 ng/mL)和GMI一起培養24小時。結果發現,GMI仍能以前述濃度(以0.8 μM處理Hs578T細胞,以0.4 μM處理MDA-MB-231細胞)使這兩種乳癌細胞的侵襲與遷移能力降低60%以上(圖2),而癌細胞內PI3K/Akt訊號路徑被活化的程度也降低40%以上。

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【圖2】IGF-1促進三陰性乳癌細胞侵襲與遷移可被GMI顯著抑制

 

③ 先以IGF-1刺激,再用GMI處理:最後進入實驗的第三階段,先以IGF-1刺激癌細胞30分鐘,再加入GMI處理,結果只需兩小時,就能讓已經被IGF-1活化的Akt分別減少40%以上(Hs578T細胞)和75%以上(MDA-MB-231細胞)的活性。

GMI降低Akt活性有助恢復GSK3β蛋白促進β-catenin降解的功能,並減少細胞質中過量的β-catenin進入細胞核(減少幅度達50%以上),癌細胞核內與β-catenin高度連結的c-Myc、Cyclin D1與MMP-9等基因表現量也跟著顯著下降(圖3)。

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【圖3】IGF-1促進三陰性乳癌細胞合成的增殖與轉移相關蛋白表現量可被GMI顯著降低

 

GMI精準干預癌轉移訊號,讓癌細胞不隨IGF-1起舞

綜合上述實驗結果可知,本研究不僅證明GMI能大幅削弱三陰性乳癌細胞的侵襲與遷移能力,更釐清了GMI能有效抑制IGF-1對三陰性乳癌細胞驅動 EMT、造成侵襲轉移所扮演的雙重角色;而GMI之所以有此作用,主要是設法降低癌細胞對特定外在因子刺激的敏感度,盡量讓癌細胞不隨風起舞。

這些結果為GMI抑制癌細胞對標靶性生長因子(例如 IGF-1)所介導之促生長和轉移等相關訊號傳遞的敏感性、時效性與反應性,提供了新的機制性詮釋,也進一步強化了GMI作為潛在抗癌調控因子的生物學意義。

〔資料來源〕Liao WL, et al. rFIP-GMI Suppresses IGF-1-Induced Invasion and Migration in Breast Cancer Cells via PI3K/Akt/β-Catenin Inhibition. Drug Dev Res. 2025 Dec;86(8):e70202. doi: 10.1002/ddr.70202.