硫链丝菌素通过靶向BCL-2/CED-9通路在线虫体内诱导凋亡的机制研究

本研究针对硫链丝菌素(Thiostrepton)在体内凋亡诱导机制不明确的问题，通过线虫模型揭示了其通过BCL-2/CED-9核心凋亡通路触发caspase依赖性细胞死亡的新机制。研究人员发现该过程独立于p53(CEP-1)、DNA损伤反应和ROS途径，为开发靶向凋亡通路的抗癌药物提供了重要理论依据。

　　

在癌症治疗领域，硫链丝菌素(Thiostrepton)作为一种硫肽类抗生素，因其在体外模型中表现出的抗增殖和促凋亡特性备受关注。然而，这种化合物在活体系统中的作用机制始终是未解之谜。既往研究显示，硫链丝菌素能通过抑制转录因子FoxM1和诱导活性氧(ROS)产生来杀死癌细胞，但这些结论主要基于细胞实验，且存在p53依赖性与非依赖性的争议。更关键的是，关于该药物是否通过基因组不稳定性或DNA损伤途径发挥作用，学界一直缺乏直接证据。

为解答这些关键问题，哈马德·本·哈利法大学(Hamad Bin Khalifa University)健康与生命科学学院的研究团队选择经典模式生物秀丽隐杆线虫(C. elegans)作为活体研究模型。通过系统的遗传学和生理学分析，研究人员首次在活体水平证实硫链丝菌素能特异性激活核心凋亡通路，相关成果发表在《Scientific Reports》上。

研究采用的主要技术包括：利用CED-1::GFP标记系定量凋亡细胞；通过ced-3、ced-4等凋亡缺陷突变体进行功能验证；采用免疫荧光检测ATM/ATR底物磷酸化和CHK-1激活状态；使用CellROX Green和GST-4::GFP报告系统评估ROS水平；在ced-1(e1735)突变背景下分析体细胞凋亡。

硫链丝菌素处理诱导线虫生殖细胞凋亡
实验显示，用150-180μM硫链丝菌素处理24小时后，ced-1::gfp线虫生殖腺中凋亡细胞显著增加。通过微分干涉对比(DIC)显微镜观察到典型的"纽扣状"凋亡小体特征，其中180μM处理组效果最显著，且不影响线虫正常发育。

硫链丝菌素诱导的生殖细胞凋亡依赖核心凋亡机制
在ced-3(n2452)和ced-4(n1162)突变体中，硫链丝菌素完全丧失促凋亡作用。更关键的是，ced-9功能获得型突变体(n1950)也完全阻断了药物诱导的凋亡，表明BCL-2/CED-9是该药物作用的关键靶点。

硫链丝菌素诱导的生殖细胞凋亡独立于DNA损伤反应和p53功能
cep-1(p53同源物)和egl-1突变体的凋亡水平与野生型相当。免疫染色显示，硫链丝菌素处理不会引起ATM/ATR底物磷酸化(S/T)QG位点信号，也不导致CHK-1(Ser345)磷酸化或RPA-1::GFP焦点形成，排除了DNA损伤途径的参与。

硫链丝菌素诱导线虫体细胞凋亡
在ced-1(e1735)突变背景下，L1幼虫咽部区域凋亡细胞数量显著增加，证实该药物的促凋亡效应具有组织普遍性。

硫链丝菌素处理不增加活性氧水平
与体外研究相反，CellROX Green检测显示硫链丝菌素处理24小时未引起ROS升高，GST-4::GFP氧化应激报告基因表达也无显著变化。

硫链丝菌素诱导的凋亡独立于FOXO/DAF-16
daf-16突变体的凋亡反应与野生型相当，排除了FOXO转录因子家族的参与。

这项研究的重要发现在于明确了硫链丝菌素在活体系统中通过直接靶向BCL-2/CED-9凋亡调控节点发挥作用，该机制完全独立于p53、DNA损伤反应和氧化应激等已知途径。这一结论修正了先前基于细胞实验提出的ROS依赖假说，为理解硫肽类抗生素的抗癌机制提供了全新视角。特别值得注意的是，该药物在p53功能缺失背景下仍能有效诱导凋亡，这对治疗p53突变型肿瘤具有重要临床意义。研究建立的线虫模型也为后续筛选靶向核心凋亡 machinery的小分子化合物提供了可靠平台。