天然双黄酮穗花杉双黄酮(hinokiflavone)靶向ABCB1/P-糖蛋白(P-gp)逆转白血病多药耐药并诱导氧化应激与凋亡的机制研究

《Phytomedicine》:Activity of the natural biflavonoid hinokiflavone against multidrug-resistant CEM/ADR5000 leukemia cells and its modes of action via P-glycoprotein modulation

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月25日 来源:Phytomedicine 11.3

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  摘要专业翻译: 研究人员发现天然双黄酮穗花杉双黄酮(hinokiflavone)对多药耐药CEM/ADR5000白血病细胞表现出显著的交叉增敏(collateral sensitivity)效应。ATP结合盒亚家族B成员1(ABCB1)/P-糖蛋白(P-gp)

摘要专业翻译: 研究人员发现天然双黄酮穗花杉双黄酮(hinokiflavone)对多药耐药CEM/ADR5000白血病细胞表现出显著的交叉增敏(collateral sensitivity)效应。ATP结合盒亚家族B成员1(ABCB1)/P-糖蛋白(P-gp)在该交叉增敏过程中发挥关键作用。穗花杉双黄酮可诱导活性氧(ROS)积累、G2/M期相关细胞周期改变、DNA损伤及凋亡。该化合物还可改变CEM/ADR5000细胞中WNT/β-catenin相关信号,并通过硫氧还蛋白相互作用蛋白(TXNIP)参与抑制PI3K/AKT/mTOR信号通路。此外,穗花杉双黄酮在斑马鱼异种移植模型中展现出抗肿瘤活性。
论文解读
研究背景与立项依据
白血病仍是全球癌症死亡的重要病因,化疗是主要手段,但多药耐药(MDR)常导致治疗失败与复发。MDR核心机制之一为ATP结合盒(ABC)转运蛋白过表达,尤其是P-糖蛋白(P-gp/ABCB1),其通过ATP依赖外排降低细胞内化疗药浓度。天然产物是抗癌药重要来源,双黄酮较单体黄酮抗氧化与抗肿瘤活性更强;穗花杉双黄酮(hinokiflavone)具保肝、抗氧化及细胞毒活性,但其对多药耐药白血病的作用未知。该研究在《Phytomedicine》发表,旨在揭示hinokiflavone是否通过P-gp调控与信号重编程克服耐药。
主要技术方法概览
研究人员采用人白血病亲本CCRF-CEM与多药耐药亚系CEM/ADR5000,以及外周血单个核细胞(PBMCs)来自Mainz输血中心buffalo coat样本;结合转录组芯片与IPA通路分析、qRT-PCR、Western blot、分子对接(PDB 3G61与6ETI)、流式细胞术(ROS、线粒体膜电位JC-1、Rh123外排、细胞周期、Annexin V/PI凋亡)、碱性彗星试验、siRNA敲低ABCB1与TXNIP,以及SK-N-DZ异种移植斑马鱼模型评价体内药效。
研究结果
Hinokiflavone restored doxorubicin chemosensitivity in multidrug-resistant CEM/ADR5000 cells
Resazurin法显示CEM/ADR5000对hinokiflavone呈交叉增敏(耐药度0.048)。siRNA敲低ABCB1后IC50由0.73升至13.22 μM,证明ABCB1/P-gp是交叉增敏主要贡献者。亚毒性浓度hinokiflavone使多柔比星(doxorubicin)IC50由22.74降至7.18 μM,逆转倍数3.17,优于维拉帕米。
Hinokiflavone modulated P-glycoprotein-associated drug transport in CEM/ADR5000 cells
Doxorubicin摄取与Rh123外排实验表明,短时处理即提高Rh123滞留,且此时ATP与线粒体膜电位未明显耗竭,提示hinokiflavone直接抑制P-gp转运功能,而非继发于代谢崩溃。
Hinokiflavone treatment induced ROS accumulation, MMP depolarization, and DNA damage in CEM/ADR5000 cells
H2DCFH-DA示ROS剂量依赖升高;JC-1示红/绿比下降即膜电位去极化;彗星试验Tail DNA%增加,证实氧化应激、线粒体损伤与DNA断裂并行。
Transcriptomic analysis and validation of differentially expressed genes
芯片鉴定82个差异基因(5上、77下),IPA富集细胞周期/肿瘤/血液病功能;qRT-PCR验证TXNIP、PKIA、ATP5MGL上调,TMC8、SLC43A3、MZB1下调,相关系数r=0.8286。
Molecular docking predicted potential interactions of hinokiflavone with P-gp and BCRP
SwissTargetPrediction指向BCRP与P-gp;AutoDock Vina中hinokiflavone对BCRP(-10.60 kcal/mol)与P-gp(-10.40 kcal/mol)对接分数优于或近参照抑制剂,提示可结合药物外排腔。
Hinokiflavone induced G2/M phase cell cycle arrest and apoptosis in CEM/ADR5000 cells
PI染色见G2/M蓄积,p-Histone H3与Cyclin B1上调;Annexin V/PI见早晚期凋亡增加,PARP1裂解带出现,表明周期阻滞衔接凋亡执行。
Hinokiflavone modulated the WNT/β-catenin signaling pathway in CEM/ADR5000 cells
Western显示DVL3、p-GSK3β(Ser9)/GSK3β比值及β-catenin下调,提示上游WNT信号受抑、降解复合体活化,连带压制ABCB1维持性表达。
Hinokiflavone-associated modulation of the PI3K/AKT/mTOR signaling pathway and the functional contribution of TXNIP
Hinokiflavone升TXNIP与PTEN,降p-PI3K、p-AKT、p-mTOR;敲低TXNIP后通路抑制减弱且IC50由1.28升至13.15 μM,证TXNIP介导PI3K/AKT/mTOR抑制与细胞毒。
In vivo anticancer activity of hinokiflavone in zebrafish
斑马鱼SK-N-DZ移植模型:≤25 μM无致死;12.5与25 μM显著降肿瘤荧光强度,抑制率呈剂量依赖,接近顺铂阳性对照。
ADMET prediction report for hinokiflavone
ADMETlab预测分子量538.09、logP 4.537,水溶性差、蛋白结合高(97.2%),可受BCRP/MRP1外排;肾、神经、血液毒性概率低。
讨论与结论翻译
讨论指出,天然双黄酮因结构多样具药学潜力。Hinokiflavone在P-gp高表达耐药白血病中不是被外排失效,反而借P-gp相关脆弱性实现交叉增敏:既短时阻P-gp外排、恢复化疗药蓄积,又长期驱动ROS–线粒体损伤–DNA损伤–G2/M阻滞–凋亡;同时下调WNT/β-catenin、抑制PI3K/AKT/mTOR(TXNIP依赖),削弱耐药细胞生存与能量重编程。斑马鱼体内证实抑瘤,ADMET提示改良递送必要。
结论:Hinokiflavone对多药耐药CEM/ADR5000白血病细胞具有显著交叉增敏活性;ABCB1/P-gp是其敏感性的关键决定因素;该双黄酮通过P-gp功能调节、ROS积累、G2/M周期改变、DNA损伤、凋亡及WNT/β-catenin与PI3K/AKT/mTOR(TXNIP介导)信号重编程发挥抗耐药作用,并在斑马鱼异种移植模型中呈现体内抗肿瘤效应,为天然产物克服白血病多药耐药提供新机制依据与候选分子。

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