《Toxicology Reports》：Redox-mediated mitochondrial collapse drives intrinsic apoptotic signaling in ELT3 cells response to apigenin
编辑推荐：
子宫肌瘤是最常见的良性妇科肿瘤，也是异常子宫出血、盆腔疼痛和不孕的主要原因。尽管芹菜素（API）具有抗氧化、抗增殖和抗癌活性，但其在子宫肌瘤中的作用机制，特别是氧化应激介导的线粒体细胞凋亡的参与，仍不清楚。本研究利用大鼠子宫肌瘤ELT3细胞研究了氧化应激在AP
子宫肌瘤是最常见的良性妇科肿瘤，也是异常子宫出血、盆腔疼痛和不孕的主要原因。尽管芹菜素（API）具有抗氧化、抗增殖和抗癌活性，但其在子宫肌瘤中的作用机制，特别是氧化应激介导的线粒体细胞凋亡的参与，仍不清楚。本研究利用大鼠子宫肌瘤ELT3细胞研究了氧化应激在API诱导的细胞凋亡中的作用。细胞用50和100 μM API处理48小时。通过测量活性氧（ROS）、丙二醛（MDA）和谷胱甘肽还原酶（GR）活性来评估氧化应激。还评估了线粒体膜电位（ΔΨm）、细胞增殖、乳酸脱氢酶（LDH）释放以及凋亡相关基因和蛋白的表达。API显著增加了ROS和MDA水平，同时降低了GR活性，表明氧化应激。这些变化伴随着ΔΨm崩溃、细胞增殖减少、LDH释放增加、p53、Bax、caspase-3和caspase-9上调以及Bcl-2下调，表明内在线粒体凋亡通路的激活。这些发现表明API通过氧化应激介导的机制诱导内在线粒体细胞凋亡，为其细胞毒性作用提供了机制证据，并支持其作为子宫肌瘤治疗的植物化学候选物的潜力。
**论文解读：芹菜素通过氧化应激介导内在线粒体凋亡通路抑制ELT3子宫肌瘤细胞**
**研究背景**
子宫肌瘤（uterine leiomyoma）是女性生殖系统最常见的良性肿瘤，可导致异常子宫出血、盆腔疼痛及不孕，严重影响患者生活质量。传统治疗手段（如手术或激素疗法）常伴随全身毒性或副作用，因此寻找安全有效的植物源性化合物成为研究热点。芹菜素（apigenin, API）是一种天然黄酮类化合物，广泛存在于柑橘、芹菜、洋甘菊等果蔬及草药中，具有抗氧化、抗炎、抗增殖和抗癌活性。已有研究表明，API在多种肿瘤细胞中通过调节氧化还原平衡诱导凋亡，但其在子宫肌瘤细胞中的具体机制，尤其是氧化应激介导的线粒体凋亡通路是否参与，尚不明确。为此，研究人员以ELT3细胞（源自Eker大鼠子宫肌瘤的上皮样细胞系）为体外模型，探讨API诱导细胞毒性及凋亡的分子机制，旨在为子宫肌瘤的植物化学治疗提供理论基础。该研究发表于《Toxicology Reports》。
**研究内容与结论**
研究人员利用ELT3细胞，通过检测氧化应激指标（ROS、MDA、GR）、线粒体功能（ΔΨm）、细胞毒性（LDH释放）及凋亡相关基因/蛋白（p53、Bax、Bcl-2、caspase-9、caspase-3）的表达，发现API以剂量和时间依赖性方式降低细胞活力，并显著诱导氧化应激（ROS和MDA升高、GR活性下降），伴随线粒体膜电位（ΔΨm）崩溃、LDH释放增加。分子层面，API上调促凋亡基因（Tp53、Bax、caspase-9、caspase-3）及蛋白，下调抗凋亡基因Bcl-2。这些结果共同表明，API通过氧化应激介导的内在线粒体凋亡通路（intrinsic mitochondrial apoptotic pathway）发挥细胞毒性作用，为API作为子宫肌瘤治疗候选植物化学物提供了机制证据。
**主要关键技术方法**
本研究采用体外细胞模型，ELT3细胞购自美国模式培养物保藏中心（ATCC）。主要方法包括：MTS法测定细胞活力；乳酸脱氢酶（LDH）释放检测试剂盒评估细胞膜损伤；DCFDA荧光探针检测细胞内活性氧（ROS）水平；脂质过氧化（MDA）试剂盒测定丙二醛含量；谷胱甘肽还原酶（GR）活性试剂盒评估抗氧化能力；JC-1荧光探针检测线粒体膜电位（ΔΨm）；定量实时聚合酶链反应（qPCR）检测凋亡相关基因（Tp53、Bax、Bcl-2、caspase-9、caspase-3）mRNA表达；蛋白质印迹（Western blot）分析相应蛋白水平。所有实验均进行至少三次独立重复，数据采用单因素方差分析（ANOVA）结合Bonferroni事后检验进行统计。
**研究结果**
- **API降低ELT3细胞活力**：通过MTS法检测，API在24、48、72小时处理后的半数抑制浓度（IC
50）分别为104.85、63.74和60.25 μM，呈时间依赖性。后续实验选择50和100 μM处理48小时。
- **API增加LDH释放**：LDH泄漏检测显示，API（50和100 μM）显著升高ELT3细胞上清中LDH活性，表明细胞膜完整性受损。
- **API增加ROS产生**：DCFDA荧光检测表明，API处理组细胞内ROS水平显著高于对照组及阳性对照（TBHP），呈浓度依赖性。
- **API升高MDA水平**：脂质过氧化产物MDA在API处理组显著升高，证实氧化应激加剧。
- **API降低GR活性**：谷胱甘肽还原酶（GR）活性在API处理后显著下降，表明抗氧化防御系统受损。
- **API诱导线粒体膜去极化**：JC-1染色显示，API处理组红/绿荧光比值降低，ΔΨm崩溃，且阳性对照（CCCP）证实检测体系可靠。
- **API激活内在凋亡通路**：qPCR分析显示，API上调Tp53、Bax、caspase-9和caspase-3 mRNA，下调Bcl-2 mRNA，符合内在凋亡特征。
- **API改变凋亡相关蛋白表达**：Western blot证实，API处理组p53、Bax、caspase-9和caspase-3蛋白水平升高，Bcl-2蛋白水平降低，与转录水平一致。
**讨论与结论**
讨论部分指出，本研究系统证实了API在ELT3细胞中通过氧化应激介导内在线粒体凋亡通路发挥作用。API诱导的ROS积累和MDA升高，结合GR活性下降，破坏了细胞氧化还原平衡，进而导致线粒体膜电位崩溃，引发线粒体功能障碍。线粒体损伤后，细胞色素c释放，激活caspase-9/caspase-3级联反应，同时p53上调、Bax/Bcl-2比例失衡，共同推动细胞走向凋亡。研究还讨论了API的双重抗氧化/促氧化活性，其在肿瘤细胞中因基础ROS水平高而发挥促氧化作用，这可能解释其选择性细胞毒性。此外，作者指出若干局限性，包括仅使用ELT3细胞（缺乏正常子宫平滑肌细胞对照）、所用API浓度（50-100 μM）高于饮食摄入水平、未进行抗氧化剂挽救实验验证ROS的因果作用，以及未排除其他程序性细胞死亡（如铁死亡、坏死性凋亡）的参与。尽管如此，多项指标（ROS、ΔΨm、caspase激活、Bcl-2家族变化）共同指向内在凋亡为API诱导的主要死亡方式。
**结论翻译**：本研究证明API通过内在通路诱导ELT3细胞氧化应激并激活凋亡。API暴露导致细胞活力降低、LDH释放增加、ROS和MDA水平升高，表明氧化损伤增强。同时，抗氧化能力受损，反映为GR活性降低。在分子水平，API显著上调促凋亡基因（Tp53、Bax、caspase-9、caspase-3）并抑制抗凋亡基因Bcl-2，支持线粒体介导的凋亡信号。总之，这些发现表明API通过氧化应激驱动的机制对ELT3细胞产生细胞毒性和促凋亡作用。API可能代表一种治疗子宫肿瘤的潜在植物化学候选物；然而，需要进一步的体内研究来验证其治疗潜力和安全性。此外，阐明API、p53激活和下游凋亡介质之间的特定调控相互作用对于未来的药物开发和转化应用至关重要。
