力丝菌素通过诱导自噬促进肝癌细胞凋亡的机制研究

【字体: 时间:2025年05月17日 来源:Discover Oncology 2.8

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  肝细胞癌(HCC)死亡率高,现有疗法响应率有限。研究人员探讨力丝菌素(Lysionotin)对肝癌的作用,发现其通过抑制 mTOR-AKT 通路激活自噬诱导细胞凋亡,且与 mTOR 抑制剂 RAPA 联用可增强抗肿瘤效果,为肝癌治疗提供新方向。

  
肝癌是威胁人类健康的重大杀手,其中肝细胞癌(Hepatocellular Carcinoma, HCC)占原发性肝癌的 90%,其恶性程度高、进展迅速,尽管手术切除、介入治疗、分子靶向药物及免疫治疗等手段不断发展,但临床疗效仍有限,患者总体预后较差。寻找新的分子靶点和治疗策略成为肝癌研究的迫切需求。天然药物因其多靶点、低毒性的特点,成为抗癌药物开发的重要来源。力丝菌素(Lysionotin)作为一种天然植物成分,此前研究发现其可通过激活 Hippo 通路克服肝癌对索拉非尼的耐药性,并增强内质网应激介导的促凋亡通路敏感性,但关于其诱导肝癌细胞凋亡的具体机制仍不明确。在此背景下,滨州医学院中医药学院等机构的研究人员开展了相关研究,探究力丝菌素对肝癌细胞自噬及凋亡的影响,该研究成果发表在《Discover Oncology》。

研究人员主要采用了以下关键技术方法:通过 RNA 测序(RNAseq)分析力丝菌素处理后 HCC 细胞的转录组变化,筛选差异表达基因并进行功能富集分析;利用透射电子显微镜(TEM)观察自噬体形态;借助激光共聚焦显微镜结合 mCherry-EGFP-LC3B 系统检测自噬流;运用免疫印迹(Western blot)技术检测自噬相关蛋白(如 LC3、ATG12、Beclin-1、P62)及 mTOR-AKT 通路关键分子的表达水平;采用 Hoechst 33258 染色观察细胞凋亡形态;通过添加自噬抑制剂(3-MA、CQ)和 mTOR 抑制剂(RAPA)、激活剂(1485)进行功能验证实验。

3.1 力丝菌素调控 HCC 细胞中与自噬激活相关的多条分子通路


RNA 测序结果显示,力丝菌素处理 Hep3B 细胞后,共检测到 1305 个差异表达基因(718 个下调,587 个上调)。基因本体论(GO)富集分析表明,差异基因主要富集于自噬体相关的细胞组分(CC)、蛋白磷酸酶活性等分子功能(MF)及整合应激反应信号、内质网应激相关凋亡信号等生物学过程(BP)。京都基因与基因组百科全书(KEGG)分析显示,MAPK 信号通路、癌症相关通路及自噬相关信号通路显著富集。进一步分析发现,自噬相关基因(如 ATG12、Beclin-1、LC3B、P62)表达显著变化,PCR 实验验证了这些结果,提示力丝菌素可能通过激活自噬通路抑制 HCC 细胞生长。

3.2 力丝菌素诱导 HCC 细胞自噬


透射电子显微镜观察显示,力丝菌素处理后 Hep3B 细胞内自噬体数量显著增加。激光共聚焦显微镜检测 mCherry-EGFP-LC3B 转染细胞发现,力丝菌素处理后红色和黄色 LC3 斑点增多,表明自噬流激活。免疫印迹结果显示,力丝菌素可显著上调 LC3-II、ATG12、Beclin-1 蛋白表达,下调 P62 蛋白水平,且呈浓度和时间依赖性,进一步证实力丝菌素诱导 HCC 细胞自噬。

3.3 力丝菌素通过激活自噬促进肝癌细胞凋亡


通过联用自噬抑制剂 3-MA(抑制自噬体形成)和 CQ(抑制自噬体与溶酶体结合),发现力丝菌素诱导的细胞凋亡率显著降低,细胞存活率提高,表明自噬激活是力丝菌素诱导 HCC 细胞凋亡的关键环节。免疫印迹显示,力丝菌素可抑制 mTOR-AKT 通路磷酸化水平(p-mTOR、p-AKT 表达下调),提示其可能通过调控该通路诱导自噬。

3.4 力丝菌素通过抑制 AKT-mTOR 通路激活自噬


mTOR 抑制剂 RAPA 与力丝菌素联用可进一步下调 p-mTOR、p-AKT 表达,上调 LC3-II 水平,并显著增强细胞凋亡率;而 mTOR 激活剂 1485 与力丝菌素联用则逆转上述效应,证实力丝菌素通过抑制 AKT-mTOR 通路激活自噬,进而诱导 HCC 细胞凋亡。

结论与讨论


本研究表明,力丝菌素通过抑制 AKT-mTOR 信号通路激活自噬,从而诱导肝癌细胞凋亡,且与 mTOR 抑制剂 RAPA 联用具有协同抗肿瘤效应。该研究不仅揭示了力丝菌素抗肝癌的新机制,也为临床联合应用天然药物与靶向药物提供了理论依据。然而,研究仍存在一定局限性,如力丝菌素的直接分子靶点尚未明确,其在动物模型中的疗效及对肿瘤微环境的影响有待进一步验证。未来需通过 CRISPR/Cas9 筛选、免疫 competent 模型评估等深入探究其作用机制,为临床转化提供更充分的实验基础。力丝菌素作为潜在的天然抗癌药物,其与现有靶向疗法的联合应用策略有望为肝癌治疗开辟新途径。

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