زعفران اثربخشی ایمونوتراپی برای سرطان کولورکتال را از طریق مسیر سیگنالینگ IL-17 بهبود می‌بخشد

زمینه قوم‌پزشکی: زعفران یکی از گیاهان دارویی سنتی است که حاوی مواد مؤثره مختلفی مانند سافرانال، کروستین، اسید زعفران و غیره است. این گیاه دارای خواص ضد التهابی، آنتی‌اکسیدانی و ضد سرطانی است و به طور گسترده در عمل بالینی استفاده می‌شود. اثربخشی ضد سرطانی زعفران قبلاً تأیید شده است، اما مکانیسم ضد سرطانی آن در سرطان کولورکتال هنوز نامشخص است. هدف: ما اثر ترکیبات فعال زعفران بر اثربخشی ایمونوتراپی برای سرطان کولورکتال را بررسی کردیم.

روش‌ها: از پایگاه‌های داده TCMSP و کروماتوگرافی مایع-طیف‌سنجی جرمی (LC-MS)، GeneCards و DiGeNET برای شناسایی ترکیبات فعال زعفران، اهداف دارویی و اهداف بیماری سرطان کولورکتال استفاده شد. سپس آنالیزهای غنی‌سازی اونتولوژی ژن (GO) و غنی‌سازی مسیرهای سیگنالینگ (KEGG) روی آن‌ها انجام شد. اهداف اصلی و ترکیبات متناظر برای داکینگ مولکولی انتخاب شدند. اثر اجزای فعال زعفران بر تکثیر سلول‌های CT26 و HCT116 با استفاده از کیت شمارش سلولی-8 (CCK-8) بررسی شد. آزمایش‌های in vivo با تزریق زیرپوستی سلول‌های CT26 برای ایجاد مدل سرطان کولون انجام شد. از الایزا، وسترن بلات، واکنش زنجیره‌ای پلیمراز ریل‌تایم، ایمونوهیستوشیمی و فلوسیتومتری برای اعتبارسنجی اثرات زعفران بر ایمونوتراپی سرطان کولورکتال استفاده شد.

نتایج: 1. آنالیز LC-MS نشان داد که جزء فعال اصلی عصاره زعفران کروستین است. مواد شیمیایی فعال زعفران با 170 هدف سرطان کولورکتال تقاطع داشتند که 17 هدف پیش‌بینی شده برای درمان با زعفران بودند. آنالیزهای غنی‌سازی GO و KEGG نشان دادند که اجزای فعال زعفران می‌توانند با تقویت تمایز سلول‌های Th17 و مسیر سیگنالینگ IL-17 از پیشرفت سرطان کولورکتال جلوگیری کنند. 2. مطالعات in vitro نشان داد که عصاره الکلی زعفران، کروستین و سافرانال می‌توانند تکثیر سلول‌های CT26 و HCT116 را سرکوب کنند. 3. مطالعات in vivo نشان داد که کروستین و سافرانال می‌توانند وزن بدن موش‌های حامل تومور را افزایش داده و وزن تومور را کاهش دهند، سطح سرمی IL-17 را کاهش داده و سطح بیان mRNA ای از IL-17, IL-6, TNF-α, TGF-β و PD-L1 و پروتئین IL-17 و PD-L1 را در تومورها کاهش دهند. این اثر بازدارنده پس از ایمونوتراپی ترکیبی تقویت شد. علاوه بر این، زعفران سلول‌های T CD4+ و CD8+ و نسبت CD4+/CD8+ را در طحال موش‌ها تنظیم کرد.

نتیجه‌گیری: اجزای فعال زعفران می‌توانند بیان فاکتورهای التهابی را کاهش داده و microenvironment ایمونولوژیک تومورها را از طریق مسیر سیگنالینگ IL-17 بهبود بخشند، thereby thereby اثربخشی ایمونوتراپی برای سرطان کولورکتال را بهبود می‌بخشند. این مطالعه پشتیبانی فارماکولوژیکی برای کاربرد زعفران در افزایش اثربخشی ایمونوتراپی برای سرطان کولورکتال ارائه می‌دهد.

Ethnopharmacological relevance: Saffron is one of the traditional medicinal herbs, which contains various active ingredients, such as safranal, crocin, saffron acid, etc. It has anti-inflammatory, antioxidant, and anti-cancer properties, and is widely used in clinical practice. The anti-cancer efficacy of saffron has been previously confirmed, but its anti-cancer mechanism in colorectal cancer remains unclear.

Objective: We investigated the effect of active compounds of saffron on the efficacy of immunotherapy for colorectal cancer.

Methods: TCMSP and liquid chromatography-mass spectrometry analysis (LC-MS), GeneCards, and DiGeNET databases were used to identify the active compounds of saffron, drug targets and the disease targets of colorectal cancer. They were then subjected to Gene Ontology Enrichment (GO) and Signalling Pathway Enrichment (KEGG) analyses. The core targets and corresponding compounds were selected for molecular docking. The effect of active components of saffron on the proliferation of CT26 and HCT116 cells was investigated using the cell counting kit-8 (CCK-8). In vitro experiments were conducted by subcutaneous injection of CT26 cells to establish a colon cancer model. Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), western blotting (WB), real-time polymerase chain reaction (RT-PCR), immunohistochemistry (IHC), and flow cytometry (FCM) were employed to validate the effects of saffron on colorectal cancer immunotherapy.

Results: 1. LC-MS analysis revealed that the main active component of saffron extract was crocin. The active chemicals of saffron intersected with 170 colorectal cancer targets, with 17 predicting targets for saffron treatment. GO and KEGG enrichment analyses revealed that the active components of saffron can prevent colorectal cancer development by enhancing Th7 cell differentiation and the IL-17 signaling pathway. 2. In vitro studies revealed that saffron alcohol extract, crocin, and safranal can suppress the proliferation of CT26 and HCT116 cells. 3. In vivo studies showed that crocin and safranal can increase the body mass and decrease the tumor mass of loaded mice, decrease the serum level of IL-17, and lower the mRNA expression level of IL-17, IL-6, TNF-α, TGF-β, and PD-L1 and IL-17, PD-L1 protein in tumors. This inhibitory effect was strengthened after combined immunotherapy. In addition, saffron modulated CD4+ and CD8+ T cells and the CD4+/CD8+T ratio in mouse spleens.

Conclusion: The active components of saffron can reduce the expression of inflammatory factors and ameliorate the immunological microenvironment of tumors via the IL-17 signaling pathway, thereby improving the efficacy of immunotherapy for colorectal cancer. This study provides pharmacological support for the application of saffron in enhancing the efficacy of immunotherapy for colorectal cancer.