线粒体靶向姜黄素通过ROS/JNK通路诱导线粒体钙超载介导的paraptosis克服非小细胞肺癌化疗耐药

《Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology》：Mitocurcumin induces ROS-/JNK-mediated paraptosis to overcome chemoresistance in non-small cell lung cancer

本研究针对非小细胞肺癌化疗耐药难题，探讨了线粒体靶向姜黄素(mitoC)诱导paraptosis（类凋亡）的作用机制。研究发现mitoC通过激活ROS/JNK信号通路，引起内质网和线粒体应激，导致线粒体钙超载，从而在顺铂耐药细胞中触发caspase非依赖性细胞死亡。该研究为克服肺癌化疗耐药提供了新策略。

　　

肺癌是全球癌症相关死亡的主要原因，其中非小细胞肺癌(NSCLC)占肺癌病例的85%。尽管治疗手段不断进步，但化疗耐药仍是临床面临的主要挑战。癌细胞通过逃避凋亡等机制产生耐药性，导致患者生存率低下。因此，寻找能够诱导非凋亡性细胞死亡的新策略成为研究热点。

在这项发表于《Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology》的研究中，科学家们将目光投向了线粒体靶向姜黄素(mitocurcumin, mitoC)，这是一种半合成的姜黄素衍生物，能够特异性积累在癌细胞线粒体中。研究团队旨在探讨mitoC是否能诱导化疗耐药NSCLC细胞发生paraptosis——一种caspase非依赖性细胞死亡方式，其特征是细胞质细胞器（如内质网和线粒体）的空泡化。

为开展此项研究，研究人员采用了多种关键技术方法：使用A549和顺铂耐药A549R细胞系进行体外实验；通过透射电子显微镜观察细胞超微结构变化；采用全外显子测序进行转录组分析；通过Western blot检测蛋白表达；利用流式细胞术定量线粒体钙含量。

MitoC disrupted the ultrastructure of mitochondria and ER in NSCLC cells

透射电镜结果显示，mitoC处理引起线粒体和内质网显著肿胀和扩张，形成空泡样结构，同时伴随线粒体嵴破坏和致密颗粒出现。细胞ATP水平检测表明mitoC以浓度依赖性方式降低细胞能量代谢，证实其对线粒体功能的破坏作用。

Transcriptomic profiling reveals increased expression of mitochondrial and ER stress-related genes in NSCLC cells following mitoC

转录组分析显示，mitoC处理显著改变了线粒体和内质网应激相关基因的表达。通路富集分析表明，内质网应激通路被激活，而DNA复制相关通路被抑制，提示细胞向静止表型转变。

MitoC-induced organellar with paraptosis markers in NSCLC

研究发现mitoC以剂量和时间依赖性方式上调paraptosis标志蛋白BiP和CHOP的表达，同时抑制paraptosis抑制蛋白Alix。此外，mitoC处理增加了蛋白泛素化水平，表明蛋白稳态失衡，这是paraptosis的关键特征。

MitoC triggered organellar stress-associated paraptosis via ROS-dependent activation of the JNK signalling pathway in NSCLC

机制研究表明，mitoC以剂量和时间依赖性方式激活JNK磷酸化。使用ROS清除剂NAC或JNK抑制剂SP600125能够逆转mitoC诱导的JNK活化和paraptosis标志蛋白表达变化。特别重要的是，即使使用广谱caspase抑制剂Z-VAD-FMK阻断凋亡通路，mitoC的细胞毒性依然存在，证实其通过非凋亡途径诱导细胞死亡。

MitoC enhanced mitochondrial calcium overload through activation of the JNK signaling pathway in NSCLC

流式细胞术分析显示，mitoC以浓度依赖性方式增强线粒体钙摄取。JNK信号通路抑制剂SP600125和线粒体钙单向转运体(MCU)抑制剂MCUi4均能逆转mitoC诱导的钙超载，ROS清除剂NAC同样能减少钙积累，表明mitoC通过ROS/JNK/MCU轴引起线粒体钙失衡。

研究结论与讨论部分指出，mitoC通过激活ROS介导的JNK信号通路，诱导线粒体和内质网应激，进而引起MCU依赖的线粒体钙超载，最终导致paraptosis发生。这一机制在顺铂耐药细胞中同样有效，为克服NSCLC化疗耐药提供了新思路。

该研究的创新点在于首次揭示了mitoC在化疗耐药NSCLC细胞中诱导paraptosis的作用，并阐明了ROS/JNK信号通路在调控线粒体钙稳态中的关键作用。与普通姜黄素相比，mitoC具有更高的生物利用度和更强的抗肿瘤活性，其能够同时激活凋亡和非凋亡死亡通路的特点，使其在治疗异质性肿瘤细胞群体方面具有独特优势。

然而，研究也存在一定局限性，如对线粒体和内质网空泡化的具体机制尚未完全阐明，MCU通道的作用需要进一步的基因敲除和过表达实验验证，JNK磷酸化的具体亚型也需要更深入的研究。未来需要在动物模型中验证这些发现，并探索mitoC与其他药物的联合治疗策略。

总之，这项研究不仅为理解paraptosis的分子机制提供了新见解，也为开发针对化疗耐药NSCLC的新治疗策略奠定了理论基础。mitoC作为一种能够绕过传统耐药机制的多靶点制剂，在肺癌治疗领域展现出良好的应用前景。