A Shengcao fenol hatása az Akt/mTOR útvonal szabályozására az autofágiára glióma sejtekben. A glioblasztóma multimodális (GBM) a központi idegrendszer leggyakoribb rosszindulatú daganata, nagy malignitással és invazivitással. Még a műtéttel, sugárkezeléssel és kemoterápiával történő átfogó kezelés után is fennáll a kiújulás és az áttétképződés veszélye. A temozolomid (TMZ) a klinikai gyakorlatban első vonalbeli gliómaellenes gyógyszer. Súlyos mellékhatásai, például a vértoxicitás miatt azonban ez nagymértékben korlátozza a TMZ klinikai alkalmazását, és súlyosan befolyásolja annak hatékonyságát. Ezért nagy jelentőséggel bír a hatékony és alacsony toxicitású új gliómaellenes gyógyszerek keresése.
Az autofágia, mint programozott sejthalál mechanizmus, egy dinamikus lebontási és keringési rendszer. Az autofágia egy dinamikus folyamat, amely három állapotot foglal magában: a fagophorákat, az autofagoszómákat és az autoliszoszómákat. Az elmúlt években a kutatások azt találták, hogy a sejtek autofágiájának rendellenességei szorosan összefüggnek a daganatok megjelenésével és kialakulásával. Gliomákban az autofágia rendellenes szabályozása elősegítheti a tumor növekedését, míg az autofágiába való beavatkozás glióma-sejtpusztuláshoz vezethet, és így gátolhatja a tumor progresszióját. Ezért az autofágiát célzó új glióma kezelési módszerek feltárása rendkívül ígéretes kutatási irány.
Az eriodictyol (ERD) kémiai szerkezete az 1. ábrán látható. Ez egy természetes ehető flavonoid, amely széles körben megtalálható zöldségekben és gyümölcsökben, különösen a citrusfélékben, ahol a legnagyobb mennyiségben fordul elő. A kutatások kimutatták, hogy a resveratrolnak többféle farmakológiai hatása van, többek között antioxidáns, gyulladáscsökkentő és daganatellenes hatásai. Korábbi kutatásaink szerint a rezveratrol képes apoptózist indukálni és gátolni a glióma sejtek metasztázisát, de az autofágiára gyakorolt hatását még nem vizsgálták. E tanulmány célja, hogy kísérletekkel feltárja a rezveratrol glióma sejtek proliferációjára és autofágiájára gyakorolt hatását, és tovább vizsgálja a lehetséges molekuláris mechanizmusokat, megalapozva ezzel a rezveratrol glióma elleni farmakológiai mechanizmusának feltárását.

 

A gliomák a központi idegrendszeri daganatok közül a legnagyobb előfordulási és halálozási arányúak, jellemzőjük az erős invazivitás, a gyors rosszindulatú progresszió és a rendkívül alacsony gyógyulási arány, a medián túlélési idő kevesebb mint egy év. A GBM erősen invazív növekedésének biológiai jellemzői miatt a műtét során szinte lehetetlen garantálni a tumor teljes reszekcióját, és a posztoperatív kiújulási arány rendkívül magas. Ezért a klinikai gyakorlatban általában a műtét+sugárterápia és kemoterápia átfogó kezelési megközelítést alkalmaznak.

Jelenleg nincs ideális terápiás gyógyszer a glióma kezelésére. A klinikai gyakorlatban általánosan használt gyógyszerek közé elsősorban biológiai alkiláló szerek, célzott daganatellenes gyógyszerek és immunellenőrzési pont-gátlók tartoznak. A TMZ a GBM kezelésére szolgáló első vonalbeli kemoterápiás gyógyszer, de szelektivitása gyenge, hajlamos a gyógyszerrezisztenciára, és erős mellékhatásai vannak, ami gyakran nem kielégítő kezelési eredményeket eredményez. A célzott daganatellenes gyógyszerek és az immunellenőrzési pont inhibitorok jellemzői a magas szelektivitás és a minimális mellékhatások, és fokozatosan váltak külföldön a daganatellenes gyógyszerek főáramává. A célzott gyógyszerek és az immunellenőrzési pont-gátlók azonban drágák, és hosszú távú alkalmazásuk súlyos gazdasági terhet és nyomást ró a betegekre. Ezért a hatékony, alacsony toxicitású és megfizethető új gliómaellenes gyógyszerek keresése jelenleg forró téma a gliomakutatás területén. A hagyományos kínai gyógyászat és a természetes hatóanyagok hazánkban bőséges forrásokkal, számos típussal, viszonylag kis toxikus mellékhatásokkal rendelkeznek, és jellemzőjük a széles körű, többszintű és többcélú átfogó hatás, amely egyedülálló előnyökkel rendelkezik a daganatellenes kezelésben. Tehát a természetes aktív termékekből és a hagyományos kínai orvoslásból származó hatékony gliomaellenes összetevők feltárása hatékony módja lehet a jelenlegi dilemma megoldásának.

Az ERD, mint természetes flavonoid, számos biológiai aktivitása miatt felkeltette a figyelmet és a kutatást. A múltban az ERD-vel kapcsolatos kutatások elsősorban a gyulladáscsökkentő és antioxidáns hatásokra összpontosítottak, de a közelmúltban végzett vizsgálatunk azt találta, hogy a resveratrol jelentősen gátolja a glióma sejtek áttétképződését és apoptózist indukál. Ezenkívül Tang és munkatársai tanulmánya kimutatta, hogy az orrgarati karcinóma CNE1 sejtekben az ERD jelentősen gátolta a sejtproliferációt az autofágia közvetítésével. Wang és munkatársai megállapították, hogy az ERD az autofágia szabályozásával védő szerepet játszik patkányok agyi iszkémiás-reperfúziós sérülésében. A fenti kutatási eredmények arra utalnak, hogy az ERD szabályozó hatással van a sejtek autofágiájára, és az autofágia befolyásolásával rákellenes hatást fejthet ki.

Ez a tanulmány az ERD hatását vizsgálta az autofágiára gliomákban. Először is, CCK-8 reagenssel és klónképzési kísérletekkel megerősítettük, hogy az ERD jó gátló hatással van a glióma sejtekre, ami összhangban van korábbi kutatási eredményeinkkel. Ezután, hogy megvizsgáljuk, hogy az ERD hatással van-e az autofágiára a gliómákban, megmértük az autofágiával kapcsolatos LC3, Beclin 1 és ATG5 fehérjék expressziós szintjét, és fluoreszcencián keresztül megfigyeltük az autofágoszómák számát. Az eredmények azt mutatták, hogy az LC3B, a Beclin 1 és az ATG5 expressziója jelentősen felfelé szabályozódott az ERD-vel kezelt glióma sejtekben, és az autofágoszómák száma is jelentősen megnőtt. Az ERD autofágiát indukál a glióma sejtekben. Az autofágia egy dinamikus folyamat, amely három állapotot foglal magában: autofagoszómák, autofagoszómák és autoliszoszómák. Amikor a sejtek autofágián mennek keresztül, először autofagoszómák képződnek, amelyek aztán a lizoszómákkal fuzionálva autoliszoszómákat alkotnak, és ezt követően lebontják a beléjük zárt fehérjéket és más anyagokat. A sejtvonalat GFP-mRFP-LC3B kettős fluoreszcens plazmiddal transzfektáltuk, hogy stabil, vörös-zöld fluoreszcens fehérjét expresszáló sejteket építsünk. Az autofágia áramlását a GFP fluoreszcens fehérje alacsony pH körülmények között csökkent fluoreszcencia-intenzitásának jellegzetességét kihasználva figyeltük meg. Amikor az autofagoszómák autoliszoszómák kialakulásához a lizoszómákkal fuzionálnak, a vezikulák belsejében a pH-érték csökken, és a vörös és zöld fluoreszcencia kombinációja után a sejtek vöröses fluoreszcenciát mutatnak. Ellenkező esetben hajlamosak sárgára színeződni. Az eredmények azt mutatták, hogy az ERD-kezelést követően a glióma sejtek élénksárga fluoreszcenciát mutattak, és megnövekedett a P62 fehérje expressziója, amely az autofágoszómák szubsztrátja. Amikor azonban az ERD-t az autofágia induktorával, a RAP-pal együtt kezelték, az ERD hatása részben megfordult. A fenti kísérleti eredmények arra utalnak, hogy az ERD elősegíti az autofagoszómák képződését a glióma sejtekben, de gátolja az autofágiás áramlást.

Az Akt/mTOR jelátviteli útvonal döntő szabályozó szerepet játszik a sejtek autofágiájában, és a tumorterápia potenciális célpontja. Ezért az ERD glióma sejtekben az autofágiát befolyásoló lehetséges mechanizmusának további vizsgálata érdekében megvizsgáltuk az ERD hatását az Akt/mTOR útvonalhoz kapcsolódó fehérjék expressziójára. Az eredmények azt mutatták, hogy az ERD képes gátolni a p-Ak és a p-mTOR expresszióját, és ezt a hatást részben visszafordította az Akt 740 Y-P nevű Akt-agonista. Ez arra utal, hogy az ERD az Akt/mTOR útvonal leszabályozásával befolyásolhatja a glióma sejtek autofágia folyamatát. Végezetül megfigyeltük az ERD hatását a glióma autofágiára in vivo, egy meztelen egér szubkután transzplantációs tumormodell segítségével, és a kísérleti eredmények összhangban voltak az in vitro és in vivo eredményekkel.

Összefoglalva, ez a tanulmány előzetesen feltárta az ERD hatását az autofágiára glióma sejtekben. Megállapítottuk, hogy az ERD részben gátolhatja az Akt/mTOR útvonalat, szabályozza az autofágiával kapcsolatos ATG5, Beclin1, LC3 és P62 fehérjék expresszióját, befolyásolja a glióma sejtek autofágia folyamatát, ezáltal gátolja a glióma sejtek proliferációját és végül gliomaellenes hatást fejt ki. Azonban azt a molekuláris mechanizmust, amellyel az ERD szabályozza az autofágiás áramlást, ebben a tanulmányban nem sikerült teljes mértékben tisztázni, ami további vizsgálatokat igényel.