Влияние фенола Shengcao, регулирующего путь Akt/mTOR, на аутофагию в клетках глиомы. Мультимодальная глиобластома (GBM) - наиболее распространенная злокачественная опухоль центральной нервной системы, обладающая высокой злокачественностью и инвазивностью. Даже после комплексного лечения с применением хирургии, лучевой и химиотерапии сохраняется риск рецидива и метастазирования. Темозоломид (TMZ) является препаратом первой линии против глиомы в клинической практике. Однако из-за серьезных побочных реакций, таких как токсичность крови, это значительно ограничивает клиническое применение TMZ и серьезно влияет на его эффективность. Поэтому поиск эффективных и малотоксичных новых препаратов против глиомы имеет большое значение.
Аутофагия, как механизм запрограммированной клеточной гибели, представляет собой динамичную систему деградации и циркуляции. Аутофагия - это динамический процесс, который включает в себя три состояния: фагофоры, аутофагосомы и аутолизосомы. В последние годы исследования показали, что нарушения в клеточной аутофагии тесно связаны с возникновением и развитием опухолей. В глиомах аномальная регуляция аутофагии может способствовать росту опухоли, в то время как вмешательство в аутофагию может привести к гибели клеток глиомы и тем самым подавить прогрессию опухоли. Поэтому поиск новых методов лечения глиомы, направленных на аутофагию, является весьма перспективным направлением исследований.
Химическая структура эриодиктиола (ERD) показана на рисунке 1. Это натуральный съедобный флавоноид, широко распространенный в овощах и фруктах, особенно в цитрусовых, где его больше всего. Исследования показали, что ресвератрол обладает множеством фармакологических эффектов, включая антиоксидантное, противовоспалительное и противоопухолевое действие. Наше предыдущее исследование показало, что ресвератрол может индуцировать апоптоз и подавлять метастазирование клеток глиомы, но его влияние на аутофагию еще не изучено. Цель данного исследования - изучить влияние ресвератрола на пролиферацию и аутофагию клеток глиомы с помощью экспериментов, а также исследовать возможные молекулярные механизмы, обеспечивающие основу для выяснения фармакологического механизма действия ресвератрола против глиомы.

 

Глиомы - опухоли центральной нервной системы с самыми высокими показателями заболеваемости и смертности, характеризующиеся сильной инвазивностью, быстрой злокачественной прогрессией и крайне низкой частотой излечения с медианой выживаемости менее одного года. В связи с биологическими особенностями высокоинвазивного роста ГБМ практически невозможно гарантировать полную резекцию опухоли во время операции, а частота послеоперационных рецидивов чрезвычайно высока. Поэтому в клинической практике обычно применяется комплексный подход к лечению: операция + лучевая терапия и химиотерапия.

В настоящее время не существует идеального терапевтического препарата для лечения глиомы. В клинической практике обычно используются биологические алкилирующие агенты, таргетные противоопухолевые препараты и ингибиторы иммунных контрольных точек. TMZ является химиотерапевтическим препаратом первой линии для лечения ГБМ, но его селективность недостаточна, он склонен к лекарственной устойчивости и обладает сильными побочными эффектами, что часто приводит к неудовлетворительным результатам лечения. Таргетные противоопухолевые препараты и ингибиторы иммунных контрольных точек обладают такими характеристиками, как высокая избирательность и минимальные побочные эффекты, и постепенно стали основными противоопухолевыми препаратами за рубежом. Однако таргетные препараты и ингибиторы иммунных контрольных точек являются дорогостоящими, и их длительное применение создает тяжелое экономическое бремя и нагрузку на пациентов. Поэтому поиск эффективных, низкотоксичных и доступных по цене новых препаратов против глиомы в настоящее время является актуальной темой в области исследования глиомы. Традиционная китайская медицина и натуральные активные продукты в нашей стране имеют богатые источники, многочисленные типы, относительно небольшие токсические побочные эффекты, а также обладают характеристиками широкого измерения, многоуровневого и многоцелевого комплексного воздействия, которые имеют уникальные преимущества в противоопухолевом лечении. Таким образом, поиск эффективных ингредиентов против глиомы из натуральных активных продуктов и традиционной китайской медицины может стать эффективным способом решения текущей дилеммы.

ЭРД, как природный флавоноид, привлекает внимание и привлекает исследования благодаря своему широкому спектру биологической активности. В прошлом исследования ЭРД в основном были посвящены противовоспалительным и антиоксидантным эффектам, но в нашем недавнем исследовании было обнаружено, что ресвератрол может значительно подавлять метастазирование клеток глиомы и индуцировать их апоптоз. Кроме того, исследование Танга и др. показало, что в клетках назофарингеальной карциномы CNE1 ЭРД значительно подавляет пролиферацию клеток через посредничество аутофагии. Wang et al. обнаружили, что ERD играет защитную роль при ишемически-реперфузионном повреждении головного мозга крыс, регулируя аутофагию. Приведенные выше результаты исследований позволяют предположить, что ERD оказывает регулирующее воздействие на клеточную аутофагию и может оказывать противораковое действие, влияя на аутофагию.

В данном исследовании изучалось влияние ERD на аутофагию в глиомах. Во-первых, мы подтвердили с помощью реактива CCK-8 и экспериментов по образованию клонов, что ERD оказывает хорошее ингибирующее действие на клетки глиомы, что согласуется с результатами наших предыдущих исследований. Далее, чтобы выяснить, влияет ли ERD на аутофагию в глиомах, мы измерили уровни экспрессии белков LC3, Beclin 1 и ATG5, связанных с аутофагией, и наблюдали за количеством аутофагосом с помощью флуоресценции. Результаты показали, что экспрессия LC3B, Beclin 1 и ATG5 значительно повышалась в клетках глиомы, обработанных ERD, и количество аутофагосом также значительно увеличивалось. ЭРД индуцирует аутофагию в клетках глиомы. Аутофагия - это динамический процесс, включающий три состояния: аутофагосомы, аутофагосомы и аутолизосомы. Когда клетки подвергаются аутофагии, сначала образуются аутофагосомы, которые затем сливаются с лизосомами, образуя аутолизосомы, и впоследствии разрушают белки и другие вещества, заключенные в них. Мы трансфицировали клеточную линию двойной флуоресцентной плазмидой GFP-mRFP-LC3B для создания стабильных клеток, экспрессирующих красно-зеленый флуоресцентный белок. Мы наблюдали за течением аутофагии, используя характеристику снижения интенсивности флуоресцентного белка GFP в условиях низкого pH. Когда аутофагосомы сливаются с лизосомами, образуя аутолизосомы, значение pH внутри везикул снижается, и после сочетания красной и зеленой флуоресценции клетки демонстрируют красноватую флуоресценцию. В противном случае они становятся желтыми. Результаты показали, что после обработки ERD клетки глиомы демонстрировали ярко-желтую флуоресценцию и повышенную экспрессию белка P62, который является субстратом для аутофагосом. Однако при совместной обработке ERD с индуктором аутофагии RAP эффект ERD частично отменялся. Приведенные выше экспериментальные результаты свидетельствуют о том, что ERD способствует образованию аутофагосом в клетках глиомы, но ингибирует аутофагический поток.

Сигнальный путь Akt/mTOR играет важнейшую регуляторную роль в клеточной аутофагии и является потенциальной мишенью для терапии опухолей. Поэтому для дальнейшего изучения потенциального механизма влияния ERD на аутофагию в клетках глиомы мы исследовали влияние ERD на экспрессию белков, связанных с Akt/mTOR-путем. Результаты показали, что ERD может ингибировать экспрессию p-Ak и p-mTOR, и этот эффект был частично отменен агонистом Akt 740 Y-P. Это позволяет предположить, что ERD может влиять на процесс аутофагии в клетках глиомы путем снижения регуляции Akt/mTOR-пути. Наконец, мы наблюдали влияние ERD на аутофагию глиомы in vivo, используя модель подкожной трансплантации опухоли на мышах nude, и экспериментальные результаты совпали с данными in vitro и in vivo.

Таким образом, в данном исследовании было предварительно изучено влияние ERD на аутофагию в клетках глиомы. Было установлено, что ERD может частично ингибировать путь Akt/mTOR, регулировать экспрессию связанных с аутофагией белков ATG5, Beclin1, LC3 и P62, влиять на процесс аутофагии в клетках глиомы, тем самым подавляя пролиферацию клеток глиомы и в конечном итоге оказывая противоглиозное действие. Однако молекулярный механизм, с помощью которого ERD регулирует аутофагию, не был полностью выяснен в данном исследовании, что требует дальнейшего изучения.