Phytomedicine: 揭示蛇牀子素損害結直腸癌中的線粒體代謝和自噬流機制

【寫在前面】：本期推薦的是由韓國成均館大學理學院生物科學系、韓國大學生命科學與生物技術學院動物分子生物技術研究所和生物技術系等研究團隊合作近期發表於Phytomedicine(IF6.7）的一篇封面文章，揭示蛇牀子素損害結直腸癌中的線粒體代謝和自噬流機制。

【期刊簡介】

【題目及作者信息】

Osthole impairs mitochondrial metabolism and the autophagic flux in colorectal cancer

背景

蛇牀子素是蛇牀子的活性成分。具有多種生理功能，包括抗炎和降脂作用。然而，蛇牀子素在結直腸癌癌症發展中的調節活性，主要集中在線粒體代謝，尚不清楚。

假設/目的

我們假設蛇牀子素可能抑制結直腸癌癌症的進展，並旨在確定潛在的線粒體代謝和自噬流量。

研究設計

在本研究中，我們使用體內偶氮氧基甲烷/葡聚糖硫酸鈉（AOM/DSS）小鼠模型和體外細胞培養系統闡明蛇牀子素在癌症中的作用機制。

方法

建立AOM/DSS小鼠模型，分析蛇牀子素對存活率、疾病活動指數、腫瘤數量和組織病理學的影響。然後，分析了基於細胞的檢測，包括存活率、細胞週期、活性氧（ROS）、凋亡、鈣外流和線粒體功能。此外，蛋白質印跡分析證明了蛇牀子素介導的信號傳導。

結果

蛇牀子素能有效抑制結直腸腫瘤的生長，減輕AOM/DSS誘導的腸道損傷。蛇牀子素恢復了杯狀細胞的功能，並損害了AOM/DSS受損的Claudin1和Axin1的表達。此外，蛇牀子素在結直腸癌細胞中具有特異性細胞毒性，但在正常結腸細胞中沒有。蛇牀子素降低了ASC/半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1/IIL-1β炎症小體通路，並誘導線粒體在氧化還原穩態、鈣穩態中功能障礙。此外，蛇牀子素抑制了氧化磷酸化（OXPHOS）和糖酵解，從而抑制了ATP的產生。此外，通過與氯喹（CQ）的聯合治療，我們證明蛇牀子素會損害自噬通量，導致HCT116和HT29細胞凋亡。最後，我們闡明瞭蛇牀子素調節的tiRNAHisGTG的功能作用直接影響結腸癌癌症細胞的細胞命運。

結論

這些結果表明蛇牀子素具有通過調節自噬和線粒體介導的信號傳導來控制癌症進展的潛力。

圖文摘要

【前言】

蛇牀子素是一種香豆素衍生物，來自各種藥用植物，如蛇牀子。蛇牀子具有多種生理作用，包括抗腫瘤、抗炎和抗菌。先前的研究已經證明蛇牀子素對乳腺癌細胞器（如線粒體和內質網（ER））的抗增殖和促凋亡作用。此外，腫瘤治療後的卵巢癌調節自噬途徑和ER-線粒體軸，導致細胞凋亡和抑制癌症的發展。然而，結腸癌中蛇牀子素誘導的自噬和細胞代謝的機制尚不清楚。

【結果部分】

1.蛇牀子素對結腸炎相關結直腸癌小鼠模型腫瘤進展的抑制作用。

2.偶氮甲烷/葡聚糖硫酸鈉（AOM/DSS）小鼠模型中，蛇牀子素對遠端結腸組織的抑瘤作用。

3.蛇牀子素抑制結腸癌細胞的存活和生長，減少炎症小體途徑，但在正常細胞中沒有。

4.HCT116和HT29細胞中蛇牀子素對細胞內活性氧（ROS）和鈣離子的調控。

5.在HCT116和HT29細胞中，蛇牀子素可分散線粒體膜通透性和進一步的線粒體呼吸。

6.蛇牀子素抑制結腸癌細胞的糖酵解和ATP的產生。

7.蛇牀子素調節HCT116和HT29細胞的凋亡和自噬。

8.蛇牀子素影響tiRNA的表達，可能與結直腸癌的生存能力和凋亡有關。

9.蛇牀子素對人結直腸癌細胞體內外作用示意圖。

【結論與討論】

總之，我們證實了蛇牀子素在體內和體外的治療效果。此外，我們還證明了蛇牀子素在結直腸癌癌症中的作用機制，重點是線粒體代謝和生物能量功能，並損害自噬流量。我們進一步闡明瞭tiRNAHisGTG在結直腸癌發展中的功能作用。儘管5-FU沒有有效的相加作用，但蛇牀子素可以作爲結直腸的有吸引力的藥物。

注：本文原創表明爲原創編譯，非聲張版權，侵刪！

中醫藥基礎科研服務：

相關諮詢，加微信：1278317307。

【福利時刻】科研服務（點擊查看）：、、、、、。諮詢加微信：1278317307。