《Biochemical Pharmacology》：Cinnamaldehyde suppresses ovarian cancer progression by activating ROS-mediated apoptosis and mitophagy
编辑推荐：
肉桂醛通过ROS介导的AMPK/ULK1/Beclin1信号轴激活线粒体自噬和凋亡，抑制卵巢癌增殖及转移。
作者：朱毅、冯卫峰、张贵娟、罗家丽、陈一柳、冯青、朱银斌、郭雅丽、严献新、马敏
单位：中国广州暨南大学中医药学院，生物活性分子与药物性评估国家重点实验室，天然生物活性分子与创新药物发现广东省基础研究卓越中心
摘要
肉桂醛（CA）是一种从肉桂属植物中提取的天然生物活性化合物，具有广谱的抗肿瘤活性。然而，其在卵巢癌（OC）中的治疗潜力及其确切作用机制尚未完全阐明。本研究通过体外和体内实验系统地探讨了CA对OC的抑制作用及其潜在的分子机制。体外实验表明，CA能够显著诱导OC细胞中活性氧（ROS）的积累，激活线粒体介导的凋亡，并通过AMPK/ULK1/Beclin1信号通路诱导线粒体自噬。这些协同作用共同导致OC细胞增殖显著抑制。在卵巢癌的小鼠异种移植模型中，CA的应用显著抑制了移植肿瘤的生长。进一步的体内分析显示，肿瘤组织中凋亡细胞数量显著增加，自噬标志物LC3B、PINK1和Parkin的表达上调，而自噬底物p62及线粒体膜蛋白TOMM20的表达则下调。这些发现与体外观察到的细胞机制一致。本研究首次证明CA通过ROS介导的两种机制（凋亡诱导和线粒体自噬激活）来抑制OC的进展。我们的结果强调了CA作为潜在治疗药物的转化潜力，并为其进一步开发提供了坚实的实验基础。
引言
卵巢癌（OC）是全球女性癌症相关死亡的主要原因之一[1]。由于OC通常在晚期才被诊断出来，且治疗后五年生存率较低[2,3]，因此开发新的治疗策略和探索有效的治疗途径已成为紧迫的研究重点。中药的单体成分具有独特的优势，包括多靶点效应、多途径机制和低毒性，为相关研究开辟了新的途径[4,5]。
肉桂醛（CA）是来自肉桂的主要生物活性成分，具有广谱的抗肿瘤潜力[6]。研究表明，CA通过多种机制发挥抗肿瘤作用，包括细胞周期停滞、增殖抑制、凋亡诱导、侵袭和转移抑制[7,8]、自噬激活[9]以及增强化疗敏感性[10]。然而，CA是否可以通过影响线粒体功能和线粒体自噬来协同增强抗肿瘤效果，尤其是在OC中，目前尚不清楚。
先前的研究表明，CA可以通过增加癌细胞中的活性氧（ROS）水平来抑制肿瘤生长[11]。ROS引起的代谢紊乱是一种细胞能量应激，会激活AMP-激活的蛋白激酶（AMPK），后者是细胞能量代谢的核心调节因子[12]。AMPK被激活后，会磷酸化并进而激活ULK1[13]。一方面，激活的ULK1促进Beclin1–VPS34–Atg14L复合物的形成，该复合物催化磷脂酰肌醇3-磷酸（PI3P）的生成，这是一种关键的信号分子，可招募下游蛋白质以驱动自噬体的形成[14,15]；另一方面，AMPK促进激活的ULK1向受损线粒体的募集，激活PINK1和Parkin，最终导致线粒体外膜蛋白的广泛泛素化[16],[17],[18]。这一过程导致自噬适配蛋白的募集，并最终通过Beclin1等因子促进早期ULK1介导的自噬信号，共同驱动受损线粒体的特异性吞噬和清除。
值得注意的是，这种选择性的自噬过程与线粒体凋亡途径存在广泛的交叉调控。作为细胞命运的关键决定因素，Bcl-2家族不仅通过平衡促凋亡和抗凋亡蛋白来调节凋亡，还通过其抗凋亡成员Bcl-2与自噬启动蛋白Beclin1的相互作用来调节凋亡和自噬，从而形成复合体[19,20]。在细胞应激条件下，Bcl-2–Beclin1复合物的解离促进了凋亡和自噬的协同发生，揭示了这两种细胞过程之间的紧密机制耦合。
尽管这一理论框架为协同多途径治疗提供了见解，但CA是否最终能够通过涉及线粒体ROS诱导的AMPK/ULK1/Beclin1信号通路的激活以及凋亡和线粒体自噬的协同启动来抑制OC的进展，目前尚未得到探索。通过整合体外和体内实验模型，本研究将系统地阐明CA的新双重作用机制，为其抗OC效果提供新的见解，并为基于天然产物的多靶点抗癌策略的开发奠定理论基础。
材料与试剂
纯度为98%的肉桂醛（CA）购自上海Macklin生化技术有限公司；N-乙酰-L-半胱氨酸（NAC，编号A233740）购自AmBeed（美国芝加哥）；Z-VAD-FMK（Z-VAD，编号A1902）购自APEXBIO（美国休斯顿）；氯喹（CQ）购自源叶生物科技有限公司（中国上海）；
胎牛血清（FBS，编号164210-50）购自Procell（中国武汉）；McCoy’s 5A（改良）培养基（编号BD01836360）购自Bide（中国上海）。
肉桂醛抑制OC细胞增殖
为了评估CA（图1A）对OC细胞增殖的影响，使用CCK8试剂盒检测了SKOV3和HEY细胞在不同浓度CA处理24、48和72小时后的存活率（图1B）。结果显示，CA在SKOV3细胞中的IC50值分别为24小时134.5 μM、48小时80.24 μM、72小时54.90 μM；在HEY细胞中分别为24小时94.69 μM、48小时57.67 μM、72小时42.99 μM。基于这些结果，选择了四个实验浓度...
讨论
OC在早期阶段难以检测，大多数患者在晚期才被诊断出来[25,26]。目前，标准的治疗方案是结合减瘤手术与铂类和紫杉类化疗[27],[28],[29]。然而，这种方法受到剂量限制的毒性、显著的副作用以及化疗耐药性的发展的严重限制，极大地限制了晚期癌症患者的治疗选择...
机构审查委员会声明
所有实验程序均遵循暨南大学动物实验伦理委员会批准的方案（伦理编号20240408-01）进行。
资助
本研究得到了国家自然科学基金（编号82074430和81803979）、广东省基础与应用基础研究基金（编号2022A1515011674、2024A1515011722和2024A1515012176）、广州市科技项目（项目编号202102070001）、广东省自然科学基金（编号2018A030313393）、广州市科技规划项目（编号2024B03J1261和2024B03J1262）的支持...
作者贡献声明
朱毅：撰写——原始稿件、数据可视化、方法学设计、数据分析。
冯卫峰：撰写——原始稿件、数据可视化、方法学设计、数据分析。
张贵娟：撰写——原始稿件、结果验证、方法学设计、数据分析。
罗家丽：撰写——审稿与编辑、资源协调、数据分析。
陈一柳：撰写——审稿与编辑、资源协调、资金争取、实验监督。
冯青：实验监督。
朱银斌：实验监督。
郭雅丽：实验监督。
严献新：
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
