結(jié)腸癌是全球第三大常見癌癥，作為一種惡性腫瘤，其在世界范圍內(nèi)的發(fā)病率和死亡率均處于較高水平。大多數(shù)結(jié)腸癌可歸因于生活方式和衰老，飲食習(xí)慣和腸道微生物群也與結(jié)腸癌的發(fā)生有關(guān)。盡管診斷和治療技術(shù)已取得重大進(jìn)展，但癌癥轉(zhuǎn)移仍然是導(dǎo)致死亡的主要原因。調(diào)控Wnt/

-catenin信號通路的活性和上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）過程對抑制結(jié)腸癌細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移具有重要意義。

眾多研究表明，增加蔬菜的攝入量有助于降低患癌癥風(fēng)險，這主要歸因于蔬菜中富含植物化學(xué)化合物。蘿卜硫素（SFN）是一種膳食異硫氰酸鹽，廣泛存在于西蘭花、花椰菜、卷心菜、蘿卜、芥末和其他十字花科植物中。藥理學(xué)研究揭示SFN具有抗腫瘤、抗氧化、抗炎和免疫調(diào)節(jié)效果，能夠改善胃癌、結(jié)腸癌和卵巢癌等病癥，是十字花科蔬菜中抗癌活性最強(qiáng)的成分之一。

河北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院的馬宇彤、焦英帥、王向紅*等選取HCT 116結(jié)腸癌細(xì)胞作為細(xì)胞模型，著重分析SFN對HCT 116結(jié)腸癌細(xì)胞增殖、凋亡、侵襲和轉(zhuǎn)移所產(chǎn)生的作用效果，并深入探討其調(diào)控Wnt/

-catenin信號通路的活性以及EMT方面的相關(guān)分子機(jī)制，明晰其對結(jié)腸癌細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移的抑制作用，以期為結(jié)腸癌的防治提供新的理論依據(jù)和可能的干預(yù)策略。

01

SFN對HCT 116結(jié)腸癌細(xì)胞活力的影響

SFN的結(jié)構(gòu)式如圖1a所示。采用CCK-8實驗對不同濃度的SFN作用于HCT 116細(xì)胞增殖的影響進(jìn)行評估，并確定半抑制濃度（IC50為）。由圖1b、c可知，SFN和5-FU對HCT 116細(xì)胞活力的影響顯著，能夠顯著抑制HCT 116細(xì)胞的增殖，且抑制作用呈現(xiàn)劑量依賴性。SFN作用HCT 116細(xì)胞24 h的IC50為6.44 μg/mL，5-FU作用HCT 116細(xì)胞24 h的IC50為168.40 μg/mL。如圖1d所示，在作用24 h時SFNL、SFNM、SFNH和5-FU組的細(xì)胞活力分別為（84.69±6.94）%、（69.41±1.63）%、（32.78±0.44）%、（46.20±1.44）%；在48 h時SFNL、SFNM、SFNH和5-FU組的細(xì)胞活力分別為（80.98±6.27）%、（64.04±1.60）%、（23.37±4.08）%、（13.89±0.26）%；在相同時間點，與對照組相比，不同劑量的SFN能夠明顯抑制HCT 116細(xì)胞的增殖（

P

＜0.001、

P

＜0.000 1），抑制效果隨著濃度的增加而增強(qiáng)；各劑量組的抑制效果隨著藥物作用時間的延長而增強(qiáng)。綜上所述，SFN對HCT 116細(xì)胞增殖的抑制作用具有劑量依賴性和時間依賴性。

02

SFN對HCT 116細(xì)胞凋亡的影響

2.1 細(xì)胞形態(tài)學(xué)分析

如圖2所示，對照組的HCT 116細(xì)胞整體形態(tài)正常，細(xì)胞排列緊密。而在不同濃度的SFN干預(yù)處理下，原本緊密生長的細(xì)胞變得松散，細(xì)胞數(shù)量明顯減少，死亡并漂浮的HCT 116細(xì)胞增多，同時細(xì)胞體積出現(xiàn)皺縮現(xiàn)象，表明經(jīng)過SFN和5-FU處理后，細(xì)胞出現(xiàn)凋亡現(xiàn)象，其形態(tài)發(fā)生改變。

2.2 SFN和5-FU作用后HCT 116細(xì)胞的凋亡情況

如圖3所示，對照、SFNL、SFNM、SFNH和5-FU組的細(xì)胞凋亡率分別為（6.79±0.71）%、（9.05±1.09）%、（13.77±0.83）%、（26.44±1.52）%、（21.59±1.28）%。HCT 116細(xì)胞的凋亡率隨著SFN質(zhì)量濃度的增加而升高，除SFNL組外其余藥物組的凋亡率與對照組相比具有明顯差異（

P

＜0.000 1），由此可知，SFN能顯著誘導(dǎo)HCT 116細(xì)胞凋亡，呈劑量依賴效應(yīng)，且SFN誘導(dǎo)HCT 116細(xì)胞凋亡的能力能達(dá)到5-FU的水平。

2.3 凋亡相關(guān)蛋白表達(dá)水平分析

為了進(jìn)一步探究SFN抑制癌細(xì)胞凋亡的機(jī)制，對相關(guān)蛋白表達(dá)進(jìn)行了分析。采用Western Blot法檢測凋亡相關(guān)蛋白的表達(dá)，結(jié)果如圖4所示。經(jīng)過不同質(zhì)量濃度的SFN處理后，HCT 116細(xì)胞中促凋亡蛋白（Bax）和半胱天冬蛋白酶-3（Caspase-3）的相對蛋白表達(dá)水平均明顯增加，而抗凋亡蛋白（Bcl-2）的表達(dá)水平明顯下降，證明SFN能夠誘導(dǎo)結(jié)腸癌HCT 116細(xì)胞凋亡。

03

SFN對HCT 116細(xì)胞侵襲和遷移的影響

3.1 Transwell侵襲實驗結(jié)果

如圖5所示，對照組的侵襲細(xì)胞數(shù)量最高，不同濃度SFN處理組的侵襲細(xì)胞數(shù)量明顯減少。對照、SFNL、SFNM、SFNH和5-FU組的侵襲細(xì)胞數(shù)量分別為153±8、137±7、88±11、71±17、75±5；由此可知，SFN能夠顯著降低癌細(xì)胞的侵襲性，且抑制效果呈劑量依賴性，表明SFN具有抑制癌細(xì)胞侵襲的能力，能夠限制癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移至其他組織，減少癌細(xì)胞擴(kuò)散。除SFNL組外，其余組的侵襲細(xì)胞數(shù)量與對照組相比具有明顯差異（

P

＜0.000 1）。

3.2 Transwell遷移實驗結(jié)果

如圖6所示，與對照組相比，經(jīng)24 h SFN處理后HCT 116細(xì)胞的遷移能力發(fā)生明顯變化。對照、SFNL、SFNM、SFNH和5-FU組的遷移細(xì)胞數(shù)量分別為240±14、226±6、208±11、162±5、150±9。隨著SFN質(zhì)量濃度的增加，其對遷移的抑制能力逐漸增強(qiáng)，其遷移抑制能力能夠達(dá)到5-FU組的水平。上述結(jié)果表明，SFN能夠有效抑制結(jié)腸癌HCT 116細(xì)胞的遷移，阻止癌細(xì)胞擴(kuò)散到組織中，抑制癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移。

3.3 細(xì)胞劃痕實驗結(jié)果

如圖7所示，對照組的劃痕區(qū)域中遷移的HCT 116細(xì)胞數(shù)量最多，且劃痕區(qū)域面積顯著縮小。對照、SFNL、SFNM、SFNH和5-FU組的細(xì)胞遷移率分別為（27.3±3.1）%、（21.8±1.1）%、（8.3±0.9）%、（3.8±0.4）%、（8.5±1.5）%。與對照組相比，各SFN處理組的遷移率隨著SFN質(zhì)量濃度的增加而降低，這表明SFN對HCT 116細(xì)胞的傷口具有明顯的修復(fù)能力，呈劑量依賴性，其修復(fù)效果能達(dá)到5-FU的水平。

04

EMT過程中的相關(guān)蛋白表達(dá)

鑒于SFN對HCT 116細(xì)胞侵襲和遷移的抑制作用，通過Western blot檢測EMT標(biāo)志物的表達(dá)水平分析SFN處理對HCT 116細(xì)胞EMT的影響。EMT相關(guān)蛋白免疫印跡結(jié)果如圖8a所示。如圖8b所示，與對照組相比，SFNH組和SFNM組的E-cadherin表達(dá)量顯著上調(diào)（

P

＜0.05、

P

＜0.001）。如圖8c～f所示，與對照組相比，N-cadherin、Vimentin、Snail和MMP-9的蛋白表達(dá)量（除SNFL組的MMP-9蛋白表達(dá)量）均明顯下調(diào)（

P

＜0.05、

P

＜0.001、

P

＜0.000 1）。上述結(jié)果表明，SFN可能通過調(diào)節(jié)EMT相關(guān)蛋白的表達(dá)水平阻礙細(xì)胞的EMT過程，從而有效抑制癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。

05

Wnt/

-catenin信號通路相關(guān)蛋白表達(dá)

Wnt/

-catenin信號通路和EMT之間的關(guān)系如圖9a所示。在正常的上皮細(xì)胞和非腫瘤細(xì)胞中，

-catenin通常與E-cadherin結(jié)合，并主要定位于細(xì)胞膜。當(dāng)EMT發(fā)生，E-cadherin的表達(dá)降低，

-catenin會從細(xì)胞膜解離，轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中。在細(xì)胞核內(nèi)，

-catenin作為轉(zhuǎn)錄共激活因子，能夠增強(qiáng)EMT相關(guān)基因（如

N-cadherin

Vimentin

Snail

）的表達(dá)，從而抑制癌細(xì)胞的EMT過程發(fā)生。采用Western blot法檢測不同質(zhì)量濃度SFN作用HCT 116細(xì)胞24 h后Wnt/

-catenin信號通路相關(guān)蛋白的表達(dá)水平。如圖9b～e所示，SFN處理24 h后，HCT 116細(xì)胞中

-catenin及其下游效應(yīng)蛋白cyclin D1和c-myc的相對表達(dá)量均明顯降低，證明SFN能夠抑制癌細(xì)胞Wnt/

-catenin信號通路的激活。

06

結(jié)腸癌作為一種常見消化道惡性腫瘤，嚴(yán)重危及人類健康，具有侵襲性強(qiáng)、易轉(zhuǎn)移的特點。結(jié)腸癌的治療方法主要采用放療、化療、手術(shù)、免疫治療或靶向治療。然而這些治療方法主要用于晚期結(jié)腸癌。近年來，飲食干預(yù)作為一種無副作用的有效策略引起越來越多的關(guān)注。源自十字花科蔬菜的SFN作為膳食補(bǔ)充劑，在癌癥預(yù)防方面已展現(xiàn)出一定的應(yīng)用前景。有研究表明，SFN在人乳腺癌細(xì)胞中可上調(diào)miR-145，精準(zhǔn)抑制信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3信號通路，有效誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡并抑制其增殖。SFN還可通過影響Wnt/

-catenin信號通路抑制肺腺癌A549細(xì)胞的侵襲和遷移，以及抑制Y79細(xì)胞增殖并誘導(dǎo)其凋亡。本研究通過CCK-8細(xì)胞增殖實驗、細(xì)胞凋亡實驗、Transwell侵襲和遷移實驗、細(xì)胞劃痕實驗，證實SFN可以抑制HCT 116細(xì)胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移，促進(jìn)HCT 116細(xì)胞凋亡，進(jìn)而抑制HCT 116細(xì)胞的惡性生物學(xué)行為。細(xì)胞凋亡作為細(xì)胞程序性死亡的一種重要形式，涉及一系列復(fù)雜的分子機(jī)制，而其中Bcl-2和Bax蛋白發(fā)揮著關(guān)鍵作用。Bcl-2和Bax蛋白通過調(diào)節(jié)線粒體膜的通透性，影響細(xì)胞色素c的釋放，從而間接調(diào)控Caspase-3的激活，促進(jìn)細(xì)胞凋亡。本研究結(jié)果顯示，SFN干預(yù)可降低Bcl-2蛋白的表達(dá)，上調(diào)Bax和Caspase-3的表達(dá)，進(jìn)一步證實SFN能夠促進(jìn)HCT 116細(xì)胞凋亡。在結(jié)腸癌轉(zhuǎn)移過程中，細(xì)胞凋亡也起到關(guān)鍵作用。

EMT參與癌癥的發(fā)生發(fā)展，可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲。E-cadherin、N-cadherin、Vimentin、Snail和MMP-9蛋白與細(xì)胞EMT過程密切相關(guān)，E-cadherin具有維持細(xì)胞間黏附的作用；N-cadherin蛋白含量在上皮癌細(xì)胞中的水平相對較高，隨著EMT的發(fā)生，N-cadherin蛋白的表達(dá)量增加，加速癌癥的進(jìn)展；Vimentin是一種中間絲蛋白，其表達(dá)增強(qiáng)是細(xì)胞發(fā)生EMT的重要標(biāo)志；Snail在胚胎發(fā)生和腫瘤進(jìn)展過程中控制EMT進(jìn)程；MMP-9能夠促進(jìn)腫瘤細(xì)胞向基底膜位置浸潤和侵襲，進(jìn)而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的遷移。本研究結(jié)果表明，SFN干預(yù)通過上調(diào)E-cadherin的表達(dá)，下調(diào)N-cadherin、Vimentin、Snail和MMP-9蛋白的表達(dá)，抑制HCT 116細(xì)胞EMT過程。

異常激活的Wnt/

-catenin信號通路在結(jié)腸癌細(xì)胞的增殖和擴(kuò)散中扮演著關(guān)鍵角色，該信號傳導(dǎo)途徑是一個由眾多蛋白質(zhì)相互作用構(gòu)成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，

-catenin蛋白在細(xì)胞核中的積累可能會誘發(fā)腫瘤的形成。本研究表明SFN作用后HCT 116細(xì)胞中

-catenin的核內(nèi)定位明顯減少，其下游靶蛋白c-myc和cyclin D1的表達(dá)也顯著下調(diào)，這表明SFN可能通過抑制Wnt/

-catenin信號通路的激活，進(jìn)而阻斷其對促侵襲和轉(zhuǎn)移相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控。

07

結(jié) 論

本研究結(jié)果表明，SFN處理可抑制HCT 116結(jié)腸癌細(xì)胞增殖，促進(jìn)細(xì)胞凋亡，SFN處理也可以抑制結(jié)腸癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移，且其藥理作用能夠達(dá)到陽性藥物5-FU的水平。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，SFN能夠上調(diào)促凋亡蛋白Bax及Caspase-3的表達(dá)水平，下調(diào)抗凋亡蛋白Bcl-2的表達(dá)水平，從而促進(jìn)HCT 116細(xì)胞的凋亡；此外，SFN能夠上調(diào)E-cadherin的表達(dá)，下調(diào)N-cadherin、Vimentin、Snail、MMP-9表達(dá)，從而抑制癌細(xì)胞的EMT過程；另外，SFN可以降低

-catenin蛋白及下游效應(yīng)蛋白cyclin D1和c-myc的表達(dá)，抑制Wnt/

-catenin信號通路的異常激活。綜上所述，SFN可以抑制HCT 116細(xì)胞的EMT過程，減少癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移，其作用機(jī)制可能是通過抑制Wnt/

-catenin信號通路的激活。本研究結(jié)果揭示了Wnt/

-catenin信號通路和EMT在結(jié)腸癌發(fā)生發(fā)展中的關(guān)鍵作用，明確了SFN的潛在作用靶點，可為后續(xù)SFN的開發(fā)應(yīng)用提供理論依據(jù)。

作者簡介

通信作者：

王向紅，河北農(nóng)業(yè)大學(xué)二級教授，博士生導(dǎo)師，河北農(nóng)業(yè)大學(xué)第八屆學(xué)術(shù)委員會副主任委員，中國食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會第二屆青年工作委員會委員，河北省食品安全學(xué)會副理事長，河北省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系果蔬加工崗位專家，2007年畢業(yè)于天津科技大學(xué)食品科學(xué)專業(yè)，獲工學(xué)博士學(xué)位，內(nèi)蒙古蒙牛集團(tuán)/東北農(nóng)業(yè)大學(xué)博士后，美國佛羅里達(dá)州立大學(xué)訪問學(xué)者，國家自然基金、國家重點研發(fā)計劃、科技部領(lǐng)軍人才、教育部學(xué)位中心評審專家。近年來主持及主研國家自然基金面上項目、區(qū)域聯(lián)合基金重點項目、國家“十四五”“十三五”重點研發(fā)計劃、國家公益性行業(yè)科研專項以及河北省科技支撐項目等20余項課題的研究工作，獲得河北省科技進(jìn)步二等獎1 項、技術(shù)發(fā)明二等獎1 項，河北省山區(qū)創(chuàng)業(yè)二等獎1 項，授權(quán)國際發(fā)明專利2 項，國家發(fā)明專利10 項，以第一作者/通訊作者在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文200余篇，其中SCI收錄75 篇，EI收錄21 篇。指導(dǎo)培養(yǎng)博士生10 名，碩士生60 名。

第一作者：

馬宇彤，女，河北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，食品科學(xué)與工程專業(yè)碩士，研究方向為食品營養(yǎng)與安全。

本文《蘿卜硫素對結(jié)腸癌細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移的影響》來源于《食品科學(xué)》2025年46卷第14期187-196頁，作者：馬宇彤，焦英帥，柳書玉，吳俊杰，于文龍，王向紅*。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20241128-197。點擊下方閱讀原文即可查看文章相關(guān)信息。

實習(xí)編輯：梁雯菁；責(zé)任編輯：張睿梅。點擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網(wǎng)

為進(jìn)一步促進(jìn)動物源食品科學(xué)理論的完善與創(chuàng)新，加速科研成果向?qū)嶋H生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化，助力產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展，由北京食品科學(xué)研究院、中國肉類食品綜合研究中心、中國食品雜志社將與江西農(nóng)業(yè)大學(xué)、江西科技師范大學(xué)、 南昌師范學(xué)院、 家禽遺傳改良江西省重點實驗室 共同舉辦的“ 2025年動物源食品科學(xué)與人類健康國際研討會 ”，將于 2025年10月25-26日 在 中國 江西 南昌 召開。

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北京食品科學(xué)研究院、中國食品雜志社和全國糖酒會組委會將于2025年10月16-18日在江蘇省南京市南京國際博覽中心舉辦第113 屆全國糖酒會食品科技成果交流會。食品科技成果交流會期間舉辦食品科技成果展，本屆科技成果展以我國當(dāng)前食品產(chǎn)業(yè)科技需求為導(dǎo)向，重點邀請“十四五”以來獲得國家和省部級重要科研項目支持產(chǎn)出的食品科技新成果、新技術(shù)、新產(chǎn)品參展，并針對企業(yè)技術(shù)需要開展精準(zhǔn)對接服務(wù)。

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