编辑推荐:
胶质母细胞瘤(GB)预后差,mTOR 通路在其发病中重要。研究人员探讨不同剂量橙皮苷(HSP)联合替莫唑胺(TMZ)对 GB 细胞外泌体 miR-9 及 PDK1/AKT/mTOR 通路的影响。发现 TMZ-HSP 组合可抑制细胞活力、诱导凋亡,改变外泌体相关基因表达,具潜在治疗价值。
胶质母细胞瘤(Glioblastoma, GB)作为中枢神经系统最恶性的肿瘤之一,其凶险程度如同隐藏在大脑中的 “致命幽灵”。尽管手术、放疗联合替莫唑胺(Temozolomide, TMZ)的标准治疗方案已成为临床常规,但 GB 患者的 5 年生存率仍极低,多数患者在确诊后短期内便面临肿瘤复发和耐药的困境。这背后,异常激活的哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路扮演着关键角色 —— 它如同失控的引擎,驱动着肿瘤细胞的疯狂增殖、侵袭,并帮助肿瘤逃避化疗药物的攻击。与此同时,外泌体作为细胞间通讯的 “信使”,其携带的微小 RNA(miRNA)如 miR-9 等,也被发现与 GB 的进展和治疗抵抗密切相关。然而,如何有效调控这些通路和分子,打破 GB 治疗的瓶颈,一直是困扰科学界的难题。
土耳其比莱吉克塞义赫埃迪巴利大学的研究人员瞄准这一挑战,开展了一项极具创新性的研究。他们试图探究天然黄酮类化合物橙皮苷(Hesperidin, HSP)与 TMZ 联合使用时,能否通过调节外泌体中的 miR-9 水平及 PDK1/AKT/mTOR 信号通路,发挥协同抗癌效应。这项研究成果发表在《Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology》,为 GB 的治疗提供了全新的思路和潜在方案。
研究人员采用了一系列关键技术方法:首先利用 MTT 法检测细胞活力,流式细胞术分析细胞凋亡比例,通过 ELISA 检测 mTOR 蛋白表达水平,同时运用实时定量 PCR(RT-qPCR)技术测定相关基因和 miRNA 的表达量。此外,他们还通过扫描电子显微镜(SEM)对分离的外泌体进行形态学鉴定,并利用伤口愈合实验评估 HSP 对正常成纤维细胞的影响。
细胞活力与凋亡诱导
MTT 和 LDH 实验显示,单独使用低剂量 HSP 对 GB 细胞(T98G)活力影响有限,但 TMZ 与 HSP 联合处理后,细胞活力呈剂量依赖性显著下降。尤其是 TMZ-HSP 50 μg/mL 组,细胞活力降至 42%,且乳酸脱氢酶(LDH)释放量显著增加,表明细胞膜损伤加剧。流式细胞术进一步证实,联合处理组的凋亡细胞比例高达 27.26%,显著高于单独用药组,提示 TMZ-HSP 组合通过诱导凋亡发挥抗癌作用。
氧化应激与 mTOR 通路调控
氧化应激分析表明,联合处理组的总氧化状态(TOS)显著升高,而总抗氧化状态(TAC)下降,8 - 羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)水平增加,证实氧化 DNA 损伤是其作用机制之一。在 mTOR 信号通路中,高剂量 TMZ-HSP 处理显著降低了 mTOR 蛋白表达,同时下调 PDK1 和 AKT 基因水平,上调抑癌基因 PTEN 的表达,表明该组合通过抑制 PI3K/AKT/mTOR 通路诱导细胞自噬和凋亡。
外泌体与 miRNA 表达谱改变
外泌体分离与鉴定显示,TMZ-HSP 处理组的外泌体中 miR-9 和 miR-146-5p 表达显著上调。RT-qPCR 结果表明,miR-9 的上调可能通过靶向 PDK1/AKT/mTOR 通路抑制肿瘤进展,而外泌体作为 miRNA 的载体,其内容物的改变可能影响肿瘤微环境中的细胞间通讯。值得注意的是,HSP 对正常成纤维细胞表现出保护作用,伤口愈合实验显示其可促进细胞增殖和损伤修复,提示其对健康细胞毒性较低。
研究结论与意义
这项研究首次系统揭示了 TMZ 与 HSP 联合使用在 GB 细胞中的协同抗癌机制:通过诱导氧化应激、激活 Caspase 3 依赖的凋亡通路、抑制 mTOR 介导的细胞增殖,同时调控外泌体 miRNA 谱以重塑肿瘤微环境。重要的是,HSP 对正常细胞的保护作用为其临床应用提供了安全性基础。尽管研究尚未涉及动物实验和临床样本验证,但其在分子机制层面的突破性发现,为开发天然化合物与化疗联合的 GB 治疗策略开辟了新方向。未来,进一步探究外泌体内容物在肿瘤微环境中的动态调控,或可推动 GB 精准治疗的发展,为绝望中的患者带来新的希望。
研究通过多维度实验证实,TMZ-HSP 组合不仅能有效抑制 GB 细胞的恶性行为,还能通过外泌体介导的跨细胞信号调控增强治疗效果。这一成果不仅加深了我们对 GB 发病机制的理解,更提供了一种低毒高效的联合治疗方案,有望突破现有治疗瓶颈,为 GB 的临床转化研究奠定坚实基础。