Исследование ингибирования рака шейки матки ресвератролом путем индуцирования аутофагической гибели клеток
Ресвератрол (RES), не флавоноидное полифенольное соединение, широко распространен в винограде, арахисе и других растениях, а также в традиционной китайской медицине, например, в Polygonum cuspidatum. Являясь натуральным препаратом с низкой токсичностью, он обладает противовоспалительным, антиоксидантным, антитромбоцитарным, антиатеросклеротическим и другими эффектами. Кроме того, ресвератрол является перспективным противоопухолевым препаратом. Он обладает широким спектром мишеней, таких как mTOR JAK、β-амилоид, адениловая циклаза, ИККβ, ДНК-полимераза, а также является специфическим активатором SIRT1 и эффективным ингибитором рецептора прегнана X (PXR). Недавние исследования показали, что ВИЭ обладает ингибирующей активностью in vitro и in vivo в отношении различных опухолей, однако клинические испытания ВИЭ в качестве противоракового препарата пока ограничены. Результаты тестирования RES на животных моделях опухолей показывают, что RES в основном играет профилактическую роль в опухолях желудочно-кишечного тракта. В животной модели рака молочной железы ВИЭ может стать противораковым терапевтическим средством. Однако этот благотворный эффект зависит от животного и типа клеток. Существует относительно мало сообщений о роли ВИЭ в модели рака шейки матки при инфицировании вирусом ВПЧ человека. В данном исследовании использовались в основном клетки HeLa для создания опухолей подкожно у мышей nude и изучался противораковый эффект RES in vivo. Выявив роль RES в аутофагии клеток рака шейки матки, был изучен механизм ингибирования RES рака шейки матки путем стимулирования аутофагической гибели клеток как in vivo, так и in vitro.

Лечение рака шейки матки в основном хирургическое, с послеоперационным сочетанием химио- и радиотерапии. Из-за сильных побочных реакций и склонности к лекарственной устойчивости большинства химиотерапевтических препаратов клиническое лечение и прогноз рака шейки матки ограничены. Поэтому поиск препаратов с хорошим противоопухолевым действием и низкой токсичностью является насущной необходимостью для клинического лечения. В последние годы большое количество исследований подтвердило, что RES обладает хорошей противоопухолевой способностью и эффективен как при возникновении, так и при развитии опухоли. Исследования показали, что тканевая протеаза L опосредует аутофагическую и апоптотическую гибель клеток, индуцированную ресвератролом в клетках рака шейки матки. Ресвератрол вызывает снижение мембранного потенциала митохондрий в клеточных линиях рака шейки матки, способствуя апоптозу и увеличивая лизосомальную проницаемость. В данном исследовании ингибирующий эффект ресвератрола на рак шейки матки через путь аутофагии был подтвержден экспериментами in vitro и in vivo. Во-первых, в экспериментах in vivo было подтверждено, что RES значительно подавляет прогрессирование рака шейки матки. Более того, определение уровня ткани показало, что экспрессия белков, связанных с аутофагией, регулируется RES. Поэтому предполагается, что механизм ингибирования рака шейки матки с помощью RES может быть связан с возникновением аутофагической гибели клеток (ACD), индуцированной RES. ACD - это результат избыточной аутофагии в клетках, а также независимая от каспазы программируемая клеточная смерть II типа, отличная от апоптоза. Ее главная особенность - наличие в цитоплазме большого количества аутофагосом и аутолизосом, в которых деградирует большая часть веществ цитоплазмы, но ядро остается нетронутым. При длительном стрессе и продолжающейся аутофагии клетки погибают из-за чрезмерного самоистощения. Гибель таких клеток часто имеет аутофагические характеристики, проявляющиеся в основном в сверхэкспрессии Beclin1 и производстве большого количества аутофагосом и аутолизосом в клетках. Белок мембраны вакуолей-1 (VMP1) - признанный аутофагический белок, уровень экспрессии которого отрицательно коррелирует со злокачественностью опухоли. Вместе с Beclin-1 он служит молекулярным переключателем для активации аутофагии. Об экспрессии и роли VMP1 при раке шейки матки пока не сообщалось.
С помощью RT-PCR, Вестерн-блота и анализа аутофагии было подтверждено, что RES способствует возникновению ACD в клетках рака шейки матки. Результаты показали, что Beclin-1, VMP1 и LC3B, расположенные на внутренней мембране аутофагосом и аутолизосом, могут быть индуцированы высокой экспрессией RES в клетках рака шейки матки, причем эффект аналогичен эффекту Rapa. Rapa - ингибитор киназы TOR (mTOR) млекопитающих, который связывается с FKBP12 и ингибирует активацию аутофагии mTORC1, оказывая тем самым опухолеподавляющее действие. Дальнейшее изучение аутофагосом и аутофагического потока показало, что и RES, и Rapa могут способствовать образованию аутофагосом и аутолизосом. После совместного применения аутофагосомы и аутолизосомы еще больше увеличивались, сопровождаясь уменьшением P62 и митохондрий, но ядро оставалось нетронутым; в то же время мы наблюдали, что BAFA1 может блокировать аутофагический поток клеток рака шейки матки, вызванный RES. Сочетание BAFA1 и RES приводило к накоплению аутофагосом и P62, сопровождалось значительным уменьшением количества митохондрий и очевидными нарушениями в ядре по сравнению с другими группами. BAFA1 - макролидный антибиотик, выделенный из вида Streptomyces и являющийся специфическим ингибитором вакуолярной H+-АТФазы (V-АТФазы). BAFA1 может воздействовать на митохондрии, вызывать перенос факторов, индуцирующих апоптоз, из митохондрий в ядро и способствовать каспазонезависимому апоптозу. Кроме того, BAFA1 индуцирует связывание Beclin-1 с Bcl-2, что еще больше подавляет аутофагию и способствует апоптозу клеток. Наши экспериментальные результаты также подтвердили этот тезис. Определив мембранный потенциал митохондрий и уровень позитивности TUNEL, мы обнаружили, что RES может вызывать снижение мембранного потенциала митохондрий и способствовать апоптозу клеток, а также вызывать различные реакции клеток рака шейки матки при активации аутофагии и ингибировании аутофагии. В литературе сообщалось, что RES предотвращает деградацию P62, индуцированную Rapa, поэтому комбинация Rapa и RES может предотвратить повышение регуляции аутофагии и индуцировать апоптоз клеток рака молочной железы. Однако в данном исследовании мы обнаружили, что комбинация RES и Rapa может способствовать чрезмерной аутофагии в клетках рака шейки матки, а обширное образование аутофагосом приводит к возникновению АКД; когда поток аутофагии в клетках рака шейки матки блокируется, RES может индуцировать апоптоз эндогенных клеток путем снижения мембранного потенциала митохондрий.

Из этого видно, что RES имеет хорошие перспективы применения в лечении гинекологических опухолей, таких как рак шейки матки, а при использовании в комбинации с активатором аутофагии Rapa или ингибитором аутофагии BAFA1 он может играть более позитивную противораковую роль, способствуя аутофагической смерти или апоптозу клеток.