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他汀治疗期间线粒体自噬(mitophagy)作为结直肠癌(CRC)细胞内在脆弱性的发现:基于患者来源类器官(PDOs)的筛选研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年03月28日 来源:Cell Reports Medicine 11.7
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本研究通过患者来源类器官(PDOs)和异种移植模型(PDOX)揭示了他汀类药物(statins)在结直肠癌(CRC)治疗中的新机制。研究发现阿托伐他汀(atorvastatin)通过诱导线粒体功能障碍(mitochondrial dysfunction)和凋亡(apoptosis)发挥抗癌作用,而癌细胞通过激活线粒体自噬(mitophagy)清除损伤线粒体以维持生存。临床队列分析证实线粒体自噬水平与他汀疗效呈负相关,联合使用自噬抑制剂氯喹(CQ)可显著增强他汀的抗癌效果。该研究为优化他汀类药物的临床应用提供了重要理论依据。
主要发现
他汀诱导CRC细胞线粒体功能障碍
通过5例CRC-PDOs模型证实,阿托伐他汀处理导致剂量依赖性细胞活力下降。流式细胞术和免疫荧光显示凋亡标志物cleaved caspase-3和PARP剪切显著增加。RNA测序和功能实验表明,他汀处理导致线粒体膜电位(ΔΨm)降低、活性氧(ROS)积累、三羧酸循环(TCA)代谢物减少以及线粒体呼吸功能受损。
线粒体自噬的促生存作用
通过商业化mitophagy染料和Western blot检测发现,他汀处理显著增加PINK1/Parkin通路介导的线粒体自噬。线粒体质量分析显示自噬特异性清除受损线粒体,而非抑制生物合成(PGC-1α/TFAM表达未改变)。临床队列分析建立mitophagy评分系统,证实高mitophagy评分患者从他汀治疗中获益有限。
联合治疗策略的验证
在PDOs和PDOX模型中,自噬抑制剂氯喹(CQ)与他汀联用产生显著协同效应(synergy score >10)。特别在对他汀敏感性较低的PDO-CRC-V模型中,联合治疗使肿瘤体积减少65%。免疫健全的AOM/DSS小鼠模型进一步验证该组合的疗效,肿瘤负荷降低达72%。
机制创新与临床价值
本研究首次系统阐明:①他汀通过破坏线粒体功能而非仅通过胆固醇途径发挥抗癌作用;②线粒体自噬是CRC细胞抵抗他汀治疗的关键内在机制;③FDA已批准的CQ可有效逆转这一耐药表型。这些发现为临床优化他汀用药策略提供了重要依据,特别是对传统治疗响应不佳的患者群体。
研究局限与展望
当前研究尚未完全解析他汀诱导线粒体损伤的具体分子途径,且PDOs主要来自II-III期患者。未来需扩大样本涵盖各分期病例,并探索更特异的mitophagy抑制剂以降低CQ的潜在副作用。
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