褪黑素通过PERK-ATF4未折叠蛋白反应通路诱导人绒毛膜癌细胞凋亡的机制研究

这篇研究揭示了褪黑素（Melatonin）通过特异性激活内质网应激（ER stress）中的PERK-ATF4-CHOP通路，诱导绒毛膜癌（Choriocarcinoma）细胞凋亡的分子机制。研究首次证明褪黑素通过上调GRP78、p-eIF2α、ATF4等关键蛋白，触发未折叠蛋白反应（UPR），而PERK基因敲除显著增强细胞对凋亡的敏感性，为褪黑素作为癌症辅助治疗提供了新靶点。

　　

褪黑素与绒毛膜癌：从昼夜节律调节剂到抗癌分子的蜕变

褪黑素，这个以调节昼夜节律闻名的吲哚胺，近年来在抗肿瘤领域大放异彩。从胃癌到肝癌，从宫颈癌到结直肠癌，褪黑素展现出广泛抗癌潜力。而在胎盘绒毛膜癌这一罕见但高度恶性的肿瘤中，褪黑素如何发挥作用？最新研究揭开了其通过内质网应激通路诱导癌细胞凋亡的神秘面纱。

内质网应激：癌症治疗的双刃剑

内质网（ER）这个多功能细胞器，负责蛋白质折叠、钙离子储存等关键生理功能。当营养缺乏、酸中毒或氧化应激等压力来袭时，内质网功能紊乱，未折叠或错误折叠蛋白堆积，触发未折叠蛋白反应（UPR）。UPR通过PERK、IRE1α和ATF6三条通路试图恢复细胞稳态，但持续应激会让UPR从"修复者"变身"刽子手"，启动凋亡程序。

在癌症中，UPR通路扮演着复杂角色——既是肿瘤细胞适应恶劣环境的生存工具，也可被利用为抗癌靶点。而褪黑素，正是那个巧妙拨动UPR天平向凋亡倾斜的"操盘手"。

褪黑素的精准打击：选择性激活PERK通路

研究团队使用人绒毛膜癌细胞系BeWo，发现1 mM褪黑素处理24小时后，内质网应激标志物GRP78蛋白水平显著升高3.2倍，证实褪黑素成功诱导ER应激。深入分析UPR三条分支通路发现：

IRE1α通路：虽然IRE1α蛋白增加5.1倍，但下游TRAF2、NF-κB/IκB蛋白水平及XBP1 mRNA剪接均无变化，表明该通路未被激活。

ATF6通路：与诱导糖基化抑制的衣霉素（Tm）不同，褪黑素未引起ATF6蛋白切割或核转位。

PERK通路：褪黑素特异性激活该通路，使p-eIF2α、ATF4和CHOP蛋白分别上调2.3倍、3.3倍和2.1倍，同时促凋亡蛋白Bax和cl-PARP也显著增加。

这种选择性激活现象在多种癌症中均有报道，但机制尚不明确。研究通过PERK siRNA敲除实验证实：当PERK表达被抑制后，褪黑素对GRP78、p-eIF2α和ATF4的上调作用完全消失，确立了PERK在褪黑素作用中的核心地位。

凋亡时钟：褪黑素推动的细胞命运转折

流式细胞术检测显示，褪黑素使Annexin V阳性早期凋亡细胞增加1.4倍，但对晚期凋亡无影响。这种"精准定时"的促凋亡效应可能与以下机制相关：

CHOP介导的凋亡开关：褪黑素通过PERK-p-eIF2α-ATF4级联反应激活CHOP，后者通过下调抗凋亡蛋白Bcl-2、上调促凋亡蛋白Bax，打破线粒体膜电位平衡。

PARP切割的死亡信号：cl-PARP水平2.8倍的升高，标志着DNA修复机制的崩溃和凋亡程序的不可逆启动。

PERK的双面角色：PERK敲除使细胞对衣霉素诱导的凋亡更敏感，提示在应激条件下PERK可能通过NRF2等通路发挥促生存作用，而褪黑素则扭转了这一平衡。

治疗启示：从实验室到临床的转化潜力

绒毛膜癌虽对化疗敏感，但耐药病例预后极差。本研究为褪黑素作为辅助治疗提供了理论依据：

化疗增敏：通过增强ER应激，褪黑素可能逆转肿瘤细胞对化疗药物的抵抗，类似研究已在肝癌中证实其增强索拉非尼疗效的作用。

靶向干预：针对PERK-ATF4-CHOP通路的特异性调控，可避免传统化疗的广泛毒性。

昼夜节律协同：利用褪黑素的天然昼夜分泌特性，或可开发时间疗法增强疗效。

值得注意的是，褪黑素在正常胎盘滋养细胞中表现出与癌细胞截然相反的保护作用——减轻缺氧/复氧损伤、减少氧化应激和炎症。这种"健康细胞保护，癌细胞杀伤"的双重特性，使其成为极具吸引力的抗癌候选分子。

未解之谜与未来方向

尽管研究取得重要进展，仍有许多问题待解：

褪黑素是通过膜受体（MT1/MT2）还是直接作用于PERK？

为何IRE1α蛋白升高却无下游激活？

早期凋亡优势是否与细胞分化调控相关？

这些问题的解答，将推动褪黑素从实验室走向临床，为绒毛膜癌等恶性肿瘤带来新的治疗曙光。