Die Wirkung von Shengcao-Phenol zur Regulierung des Akt/mTOR-Signalwegs auf die Autophagie in Gliomzellen. Das multimodale Glioblastom (GBM) ist der häufigste bösartige Tumor des Zentralnervensystems mit hoher Bösartigkeit und Invasivität. Selbst nach einer umfassenden Behandlung mit Chirurgie, Strahlen- und Chemotherapie besteht immer noch die Gefahr eines Rückfalls und der Metastasierung. Temozolomid (TMZ) ist in der klinischen Praxis ein Mittel der ersten Wahl gegen Gliome. Aufgrund seiner schwerwiegenden Nebenwirkungen wie der Bluttoxizität schränkt dies den klinischen Einsatz von TMZ jedoch stark ein und beeinträchtigt seine Wirksamkeit erheblich. Daher ist die Suche nach effizienten und wenig toxischen neuen Medikamenten gegen Gliome von großer Bedeutung.
Die Autophagie, ein programmierter Zelltodmechanismus, ist ein dynamisches Abbau- und Kreislaufsystem. Die Autophagie ist ein dynamischer Prozess, der drei Zustände umfasst: Phagophoren, Autophagosomen und Autolysosomen. In den letzten Jahren hat die Forschung herausgefunden, dass Anomalien in der zellulären Autophagie eng mit dem Auftreten und der Entwicklung von Tumoren verbunden sind. Bei Gliomen kann eine abnorme Regulierung der Autophagie das Tumorwachstum fördern, während ein Eingriff in die Autophagie zum Absterben der Gliomzellen führen und somit das Fortschreiten des Tumors verhindern kann. Daher ist die Erforschung neuer Gliom-Behandlungsmethoden, die auf die Autophagie abzielen, eine vielversprechende Forschungsrichtung.
Die chemische Struktur von Eriodictyol (ERD) ist in Abbildung 1 dargestellt. Es ist ein natürliches, essbares Flavonoid, das in Gemüse und Früchten weit verbreitet ist, insbesondere in Zitrusfrüchten, wo es am häufigsten vorkommt. Die Forschung hat gezeigt, dass Resveratrol mehrere pharmakologische Wirkungen hat, darunter antioxidative, entzündungshemmende und tumorhemmende Wirkungen. Unsere früheren Forschungsarbeiten haben ergeben, dass Resveratrol die Apoptose auslösen und die Metastasierung von Gliomzellen hemmen kann, aber seine Wirkung auf die Autophagie wurde noch nicht untersucht. Ziel dieser Studie ist es, die Auswirkungen von Resveratrol auf die Proliferation und Autophagie von Gliomzellen experimentell zu erforschen und die möglichen molekularen Mechanismen weiter zu untersuchen, um eine Grundlage für die Aufklärung des pharmakologischen Mechanismus von Resveratrol gegen Gliome zu schaffen.

 

Gliome sind die Tumoren des zentralen Nervensystems mit der höchsten Inzidenz- und Sterblichkeitsrate. Sie zeichnen sich durch eine starke Invasivität, ein schnelles Fortschreiten der Malignität und extrem niedrige Heilungsraten aus, wobei die mediane Überlebenszeit weniger als ein Jahr beträgt. Aufgrund der biologischen Merkmale des hochinvasiven Wachstums des GBM ist es fast unmöglich, bei der Operation eine vollständige Tumorresektion zu gewährleisten, und die postoperative Rezidivrate ist extrem hoch. Daher wird in der klinischen Praxis in der Regel ein umfassender Behandlungsansatz aus Operation, Strahlentherapie und Chemotherapie gewählt.

Gegenwärtig gibt es kein ideales therapeutisches Mittel für Gliome. In der klinischen Praxis werden hauptsächlich biologische Alkylierungsmittel, gezielte Antitumormittel und Immun-Checkpoint-Inhibitoren eingesetzt. TMZ ist ein Chemotherapeutikum der ersten Wahl für die Behandlung von GBM, aber seine Selektivität ist schlecht, es ist anfällig für Resistenzen und hat starke Nebenwirkungen, was oft zu unbefriedigenden Behandlungsergebnissen führt. Zielgerichtete Antitumormedikamente und Immun-Checkpoint-Inhibitoren zeichnen sich durch eine hohe Selektivität und minimale Nebenwirkungen aus und haben sich im Ausland allmählich als gängige Antitumormedikamente durchgesetzt. Zielgerichtete Medikamente und Immun-Checkpoint-Inhibitoren sind jedoch teuer, und die langfristige Anwendung stellt eine große wirtschaftliche Belastung für die Patienten dar. Daher ist die Suche nach effizienten, wenig toxischen und erschwinglichen neuen Medikamenten gegen Gliome derzeit ein wichtiges Thema in der Gliomforschung. Die traditionelle chinesische Medizin und die natürlichen Wirkstoffe in unserem Land verfügen über reichhaltige Quellen, zahlreiche Arten, relativ geringe toxische Nebenwirkungen und zeichnen sich durch eine breit angelegte, vielschichtige und umfassende Wirkung aus, die einzigartige Vorteile bei der Behandlung von Tumoren bietet. Die Erforschung wirksamer Wirkstoffe gegen Gliome aus natürlichen Wirkstoffen und traditioneller chinesischer Medizin kann daher ein wirksamer Weg zur Lösung des derzeitigen Dilemmas sein.

ERD, ein natürliches Flavonoid, hat aufgrund seines breiten Spektrums an biologischen Aktivitäten Aufmerksamkeit und Forschung auf sich gezogen. In der Vergangenheit konzentrierte sich die Forschung zu ERD hauptsächlich auf entzündungshemmende und antioxidative Wirkungen, aber unsere jüngste Studie ergab, dass Resveratrol die Metastasierung von Gliomzellen signifikant hemmen und ihre Apoptose induzieren kann. Darüber hinaus zeigte die Studie von Tang et al., dass ERD bei CNE1-Zellen des Nasopharynxkarzinoms die Zellproliferation durch Vermittlung der Autophagie deutlich hemmt. Wang et al. fanden heraus, dass ERD eine schützende Rolle bei zerebralen Ischämie-Reperfusionsschäden bei Ratten spielt, indem es die Autophagie reguliert. Die oben genannten Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass ERD eine regulierende Wirkung auf die zelluläre Autophagie hat und durch die Beeinflussung der Autophagie möglicherweise krebshemmende Wirkungen entfaltet.

In dieser Studie wurde die Wirkung von ERD auf die Autophagie in Gliomen untersucht. Zunächst bestätigten wir durch CCK-8-Reagenz und Klonbildungsexperimente, dass ERD eine gute hemmende Wirkung auf Gliomzellen hat, was mit unseren früheren Forschungsergebnissen übereinstimmt. Als nächstes untersuchten wir, ob ERD eine Wirkung auf die Autophagie in Gliomen hat, indem wir die Expressionsniveaus der mit der Autophagie verbundenen Proteine LC3, Beclin 1 und ATG5 maßen und die Anzahl der Autophagosomen durch Fluoreszenz beobachteten. Die Ergebnisse zeigten, dass die Expression von LC3B, Beclin 1 und ATG5 in Gliomzellen, die mit ERD behandelt wurden, signifikant erhöht war, und die Anzahl der Autophagosomen war ebenfalls signifikant erhöht. ERD induziert die Autophagie in Gliomzellen. Autophagie ist ein dynamischer Prozess, der drei Zustände umfasst: Autophagosomen, Autophagosomen und Autolysosomen. Bei der Autophagie werden zunächst Autophagosomen gebildet, die dann mit Lysosomen zu Autolysosomen verschmelzen und die darin eingeschlossenen Proteine und andere Substanzen abbauen. Wir transfizierten die Zelllinie mit dem dual fluoreszierenden GFP-mRFP-LC3B-Plasmid, um stabile Zellen mit rot-grün fluoreszierendem Protein zu erzeugen. Wir beobachteten den Autophagie-Fluss, indem wir das Merkmal der verringerten Fluoreszenzintensität des GFP-Fluoreszenzproteins unter niedrigen pH-Bedingungen nutzten. Wenn Autophagosomen mit Lysosomen fusionieren, um Autolysosomen zu bilden, sinkt der pH-Wert in den Vesikeln, und nach der Kombination von roter und grüner Fluoreszenz zeigen die Zellen eine rötliche Fluoreszenz. Andernfalls neigen sie dazu, gelb zu werden. Die Ergebnisse zeigten, dass Gliomzellen nach einer ERD-Behandlung eine hellgelbe Fluoreszenz und eine erhöhte Expression des Proteins P62 aufwiesen, das ein Substrat für Autophagosomen ist. Wurde ERD jedoch gleichzeitig mit dem Autophagie-Induktor RAP behandelt, wurde die Wirkung von ERD teilweise umgekehrt. Die oben genannten experimentellen Ergebnisse legen nahe, dass ERD die Bildung von Autophagosomen in Gliomzellen fördert, aber den autophagischen Fluss hemmt.

Der Akt/mTOR-Signalweg spielt eine entscheidende Rolle bei der Regulierung der zellulären Autophagie und ist ein potenzielles Ziel für die Tumortherapie. Um den potenziellen Mechanismus der Beeinflussung der Autophagie durch ERD in Gliomzellen weiter zu untersuchen, untersuchten wir die Wirkung von ERD auf die Expression von Proteinen des Akt/mTOR-Signalwegs. Die Ergebnisse zeigten, dass ERD die Expression von p-Ak und p-mTOR hemmen konnte, und dieser Effekt wurde durch den Akt-Agonisten 740 Y-P teilweise aufgehoben. Dies deutet darauf hin, dass ERD den Autophagie-Prozess von Gliomzellen durch die Herunterregulierung des Akt/mTOR-Signalwegs beeinflussen kann. Schließlich beobachteten wir die Wirkung von ERD auf die Gliom-Autophagie in vivo anhand eines subkutanen Transplantationstumormodells der Nacktmaus, und die experimentellen Ergebnisse stimmten mit denen in vitro und in vivo überein.

Zusammenfassend wurde in dieser Studie vorläufig die Wirkung von ERD auf die Autophagie in Gliomzellen untersucht. Es wurde festgestellt, dass ERD teilweise den Akt/mTOR-Signalweg hemmt, die Expression von Autophagie-verwandten Proteinen ATG5, Beclin1, LC3 und P62 reguliert, den Autophagie-Prozess von Gliomzellen beeinflusst und dadurch die Proliferation von Gliomzellen hemmt und letztlich Anti-Gliom-Effekte ausübt. Der molekulare Mechanismus, durch den ERD den autophagischen Fluss reguliert, wurde in dieser Studie jedoch nicht vollständig aufgeklärt, was weitere Untersuchungen erfordert.