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肺癌治疗面临耐药难题，为探索新疗法，研究人员开展厚朴酚（Magnolol）对肺癌作用的研究。结果发现，厚朴酚可促进活性氧（ROS）生成，抑制抗氧化通路，诱导线粒体 - 过氧化物酶体功能障碍及 oxeiptosis，抑制肿瘤进展，为肺癌治疗提供新方向。
肺癌，这个 “癌症杀手”，长期霸占着癌症相关死亡原因的榜首，其中非小细胞肺癌（NSCLC）最为常见。在肺癌治疗的战场上，耐药问题如同一块巨石，重重地压在医生和患者的心头。经过靶向治疗或化疗后，癌细胞常常 “摇身一变”，对药物产生抗性，导致治疗失败、癌症复发和病情进展。因此，寻找更有效的策略来抑制 NSCLC 的发展迫在眉睫。
细胞内的氧化还原平衡至关重要，线粒体和过氧化物酶体在调节细胞氧化还原代谢中发挥着关键作用，它们相互协作，共同维持细胞的正常功能。然而，癌细胞却打破了这种平衡，通过增强抗氧化系统，尤其是 Kelch 样 ECH 相关蛋白 1（KEAP1）- 核因子红细胞 2 相关因子 2（NRF2）通路，来抵御过多活性氧（ROS）的伤害。同时，过量的 ROS 会激活 KEAP1-PGAM 家族成员 5（PGAM5）- 凋亡诱导因子线粒体相关 1（AIFM1）通路介导的 oxeiptosis（一种新定义的细胞死亡途径），但目前其在 NSCLC 治疗中的应用潜力尚不明确。
线粒体在肿瘤的生长、转移和耐药过程中扮演着重要角色，成为抗癌治疗的重要靶点。癌细胞还会通过线粒体裂变、融合、自噬（mitophagy）、胞吐（mitocytosis）以及隧道纳米管（TNTs）介导的线粒体转移等机制来维持线粒体的质量控制。TNTs 作为细胞间传递物质和信号的重要通道，其在癌细胞间的功能却未被完全了解。
厚朴酚（Magnolol），一种从厚朴中提取的化合物，具有抗炎、抗癌等多种特性。以往研究表明它能诱导 NSCLC 细胞凋亡，但它是否会导致线粒体功能障碍和 oxeiptosis，以及癌细胞是否会利用 TNTs 运输有害物质等问题尚不清楚。
为了解开这些谜团，高雄医学大学的研究人员挺身而出，开展了一系列研究。他们发现，厚朴酚具有成为肺癌靶向治疗药物的潜力，有望为肺癌患者带来新的希望。该研究成果发表在《Biomedicine》上。
研究人员运用了多种技术方法来深入探究厚朴酚的作用机制。细胞实验方面，对 NCI-H520 肺鳞癌细胞和 A549 肺腺癌细胞进行培养和处理，通过 MTT 法检测细胞活力，利用流式细胞术测定细胞内 ROS 水平、分析细胞周期。动物实验上，构建皮下异种移植肺癌小鼠模型，评估厚朴酚对肿瘤生长和转移的影响。此外，还采用蛋白质免疫印迹法（Western blot）、免疫组织化学染色（IHC）、荧光染色、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、基因沉默、实时荧光定量聚合酶链式反应（Real-time PCR）等技术，从分子、细胞和组织层面全面分析厚朴酚的作用。
厚朴酚削弱 NRF2-ARE 介导的抗氧化反应
研究人员将厚朴酚与顺铂（Cisplatin）进行对比，发现厚朴酚对正常人类支气管上皮细胞（HBECs）毒性较小，却能剂量依赖性地降低 NSCLC 细胞活力。进一步研究表明，厚朴酚可显著增加 NSCLC 细胞内超氧化物、过氧化氢和线粒体超氧化物水平。同时，厚朴酚下调 NRF2 表达，上调 KEAP1 表达，抑制 NRF2 核转位，增强其与 KEAP1 的共定位，进而抑制 NRF2-ARE 下游抗氧化酶的表达。通过基因沉默实验进一步验证了 NRF2 的调节作用。由此可见，厚朴酚增强 ROS 生成，抑制 NRF2-ARE 介导的抗氧化防御通路。
厚朴酚诱导线粒体损伤、功能障碍并抑制 mitophagy
利用透射电子显微镜观察发现，厚朴酚处理后，H520 和 A549 细胞的线粒体出现不同程度的损伤，从线粒体拉伸到最终空泡化。厚朴酚还抑制线粒体呼吸链复合物的表达，降低 A549 细胞的氧消耗率（OCR），抑制 mitophagy，减少线粒体周围双膜结构的形成，下调关键 mitophagy 相关蛋白的表达。这表明厚朴酚诱导线粒体损伤和功能障碍，导致受损线粒体积累，且无法通过 mitophagy 有效清除。
厚朴酚通过 mitocytosis 促进受损线粒体的清除
扫描和透射电子显微镜分析以及三维重建结果显示，厚朴酚处理的 A549 细胞中，mitocytosis 事件更为频繁，且在 migrasomes（一种专门的细胞外囊泡）中发现了线粒体。这说明厚朴酚可通过 migrasomes 促进受损线粒体的清除，维持细胞内环境稳定。
厚朴酚通过 TNTs 促进肺癌细胞间线粒体的转移
扫描电子显微镜观察发现，肺癌细胞（A549）中的 TNTs 比正常细胞（HBEC）更长。荧光染色和三维重建结果表明，厚朴酚促进了线粒体通过 TNTs 在细胞间的转移。进一步研究发现，TNTs 主要由 F - 肌动蛋白（F-actin）构成，厚朴酚促进了 Myosin19（MYO19）与线粒体在 TNTs 中的共定位，从而促进线粒体的运输。
厚朴酚增强 TNTs 介导的线粒体转移和融合
免疫染色和三维重建结果显示，厚朴酚预处理的细胞与未处理的健康细胞共培养时，促进了线粒体通过 TNTs 的运输和融合，且更多受损线粒体转移到健康细胞中。这表明厚朴酚可改变受体细胞的代谢和功能特征，影响肿瘤的发展。
厚朴酚通过下调过氧化氢酶表达破坏线粒体与过氧化物酶体之间的氧化还原相互作用
厚朴酚显著下调过氧化氢酶在 mRNA 和蛋白质水平的表达，导致线粒体与过氧化物酶体之间的氧化还原失衡。透射电子显微镜观察发现，厚朴酚处理后，过氧化物酶体先增多后空泡化。此外，厚朴酚促进过氧化物酶体单独或与线粒体一起通过 TNTs 在细胞间运输，增加了过氧化物酶体的转移数量，且过氧化氢酶也可通过 TNTs 在细胞间运输。
厚朴酚通过激活 oxeiptosis 发挥抗癌作用
厚朴酚处理可降低 AIFM1 的磷酸化水平，促进其去磷酸化形式向细胞核转位，增加细胞核中 AIFM1 的积累，且 AIFM1 可通过 TNTs 在细胞间转移。细胞周期分析表明，厚朴酚诱导的细胞死亡不涉及 DNA 碎片化，属于 caspase 非依赖性细胞死亡，即 oxeiptosis。这说明厚朴酚通过激活 KEAP1-PGAM5-AIFM1 介导的 oxeiptosis 途径促进肺癌细胞死亡。
厚朴酚在 NSCLC 中发挥抗癌作用
在异种移植小鼠模型中，厚朴酚显著减小肿瘤大小，降低肿瘤重量与体重的比值，预防癌细胞的淋巴结转移。生存分析显示，与 KEAP1-NRF2-ARE 通路、mitophagy、oxeiptosis 相关的多个基因表达与 NSCLC 患者的生存率相关。这表明厚朴酚可能通过调节这些基因的表达发挥抗癌作用。
研究结论表明，厚朴酚通过抑制 KEAP1-NRF2-ARE 通路，诱导过量 ROS 产生，破坏线粒体与过氧化物酶体之间的氧化还原平衡，导致线粒体功能障碍和 mitocytosis，激活 KEAP1-PGAM5-AIFM1 介导的 oxeiptosis。同时，厚朴酚促进受损线粒体和功能障碍的过氧化物酶体通过 TNTs 在细胞间转移，增加受体细胞内 ROS 水平，诱导细胞死亡。这些发现为肺癌治疗提供了新的潜在靶点和治疗策略，厚朴酚有望成为治疗 NSCLC 的有效药物，为肺癌患者带来新的曙光。不过，研究仍存在一些局限性，如未使用 Nrf2 基因敲除小鼠模型或临床肺癌样本验证抗氧化酶表达，未来还需进一步深入研究。
