《Journal of Biochemical and Molecular Toxicology》:Methotrexate Alters Nrf2/HO-1 Protein Expression and Intrinsic Apoptosis-Associated Protein Responses in OVCAR-3 Ovarian Cancer Cells: Differential Modulation by Antioxidant Compounds
编辑推荐:
甲氨蝶呤(MTX)主要通过叶酸途径抑制发挥细胞毒性作用;然而,越来越多的证据表明,MTX诱导的氧化应激和线粒体凋亡显著促进细胞损伤。本研究旨在探讨MTX诱导的OVCAR-3卵巢癌细胞氧化还原失衡和内源性凋亡激活,并评估亚硒酸钠、褐藻糖胶、咖啡酸和白藜芦醇是否差
甲氨蝶呤(MTX)主要通过叶酸途径抑制发挥细胞毒性作用;然而,越来越多的证据表明,MTX诱导的氧化应激和线粒体凋亡显著促进细胞损伤。本研究旨在探讨MTX诱导的OVCAR-3卵巢癌细胞氧化还原失衡和内源性凋亡激活,并评估亚硒酸钠、褐藻糖胶、咖啡酸和白藜芦醇是否差异性调节氧化还原和线粒体信号通路。将OVCAR-3细胞暴露于MTX(10 μM)单独或联合亚硒酸钠(SS)、褐藻糖胶(FUC)、咖啡酸(CA)或白藜芦醇(RSV)处理24 h。检测氧化应激参数,包括总抗氧化能力(TAC)、总氧化能力(TOC)、氧化应激指数(OSI)和丙二醛(MDA)。通过ELISA定量氧化还原信号蛋白(Nrf2和HO-1)及内源性凋亡标志物(Bax、Bcl-2、细胞色素c、cleaved caspase-9和cleaved caspase-3)。MTX显著降低TAC,同时升高TOC、OSI和MDA水平,表明存在明显的氧化失衡。同时,Nrf2和HO-1蛋白表达水平显著降低。MTX还增加了Bax/Bcl-2比值、细胞色素c蛋白水平以及cleaved caspase-9和caspase-3水平,与内源性线粒体凋亡信号激活一致。抗氧化剂联合处理部分恢复了氧化还原平衡,并减弱了内源性凋亡相关蛋白标志物的改变。在所检测浓度中,白藜芦醇的调节作用最强。MTX诱导OVCAR-3细胞中氧化还原依赖性内源性凋亡相关蛋白的协调改变。Nrf2和HO-1蛋白表达与细胞色素c–caspase信号的整合评估为MTX诱导的细胞应激反应提供了支持性证据。所选抗氧化剂部分调节该通路,提示其在氧化还原相关化疗应激中具有调节作用。
论文解读
卵巢癌是全球女性致死性最高的妇科恶性肿瘤之一,其高死亡率与晚期诊断、侵袭性肿瘤生物学行为及化疗耐药密切相关。甲氨蝶呤(MTX)作为叶酸拮抗剂,通过抑制二氢叶酸还原酶干扰核苷酸合成而发挥细胞毒作用。然而,近年证据表明,MTX除抑制叶酸代谢外,还可诱导活性氧(reactive oxygen species, ROS)过度产生,破坏NADPH依赖性氧化还原稳态,导致脂质过氧化和氧化性DNA损伤,进而促进线粒体功能障碍和细胞凋亡。核因子E2相关因子2(Nrf2)/血红素加氧酶-1(heme oxygenase-1, HO-1)轴是维持细胞氧化还原稳态的核心防御通路,其失调与化疗耐药和氧化损伤密切相关。然而,MTX在卵巢癌细胞中是否通过该通路及内源性凋亡(intrinsic apoptosis)途径产生蛋白水平的协调改变,以及不同类别抗氧化剂是否能差异性调节这些反应,此前尚缺乏系统研究。该论文发表于《Journal of Biochemical and Molecular Toxicology》。研究人员为此在OVCAR-3人卵巢腺癌细胞中开展了综合评估。
研究人员将OVCAR-3细胞(来源于美国典型培养物保藏中心,ATCC)暴露于MTX(10 μM)单独或联合亚硒酸钠(SS)、褐藻糖胶(FUC)、咖啡酸(CA)或白藜芦醇(RSV)处理24小时,检测了代谢活性、氧化应激参数、氧化还原信号蛋白和内源性凋亡蛋白标志物。主要技术方法包括:MTT法检测代谢活性;比色法试剂盒测定总抗氧化能力(total antioxidant capacity, TAC)、总氧化能力(total oxidant capacity, TOC)、氧化应激指数(oxidative stress index, OSI)和丙二醛(malondialdehyde, MDA);酶联免疫吸附测定(ELISA)定量Nrf2、HO-1、Bax、Bcl-2、细胞色素c(cytochrome-c)、cleaved caspase-9和cleaved caspase-3蛋白水平;采用单因素方差分析和Tukey事后检验进行统计比较。该研究无患者样本队列,仅使用商业细胞系。
研究结果如下:
3.1 甲氨蝶呤和抗氧化剂联合处理对MTT代谢活性的影响:通过MTT实验发现,MT