青蒿素通过内质网应激机制缓解顺铂诱导的精原细胞GC-1损伤

【字体: 时间:2025年02月19日 来源:Heliyon 3.4

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  编辑推荐:顺铂化疗严重损害男性生殖功能,韩国国立农业渔业大学与尚志大学联合团队聚焦青蒿素(Artemisinin)对GC-1精原细胞的保护作用,发现其通过抑制ER stress相关因子Bip/GRP78、PDI和炎症标志物COX2/iNOS/NF-κB,显著减轻顺铂诱导的细胞凋亡,为癌症治疗中生殖毒性防护提供新策略。成果发表于《Heliyon》。

   在癌症治疗领域,顺铂(Cisplatin)作为一线化疗药物虽疗效显著,却因其对男性生殖系统的毒性饱受诟病。这种铂类化合物会无情攻击快速分裂的细胞,不仅摧毁癌细胞,还误伤肩负传宗接代重任的精原细胞——睾丸中负责精子发生的"种子选手"。更棘手的是,顺铂引发的内质网应激(ER stress)和线粒体功能障碍,如同多米诺骨牌般触发细胞凋亡的连锁反应,导致患者面临不可逆的生精障碍甚至不育。面对这一临床痛点,韩国国立农业渔业大学和尚志大学的研究团队将目光投向了古老草药青蒿的活性成分——青蒿素(Artemisinin)。这种曾被屠呦呦团队发现、享誉全球的抗疟明星,近年因在抗癌、抗氧化等领域展现多面手特性而重获关注。研究人员敏锐捕捉到青蒿素与顺platin毒性缓解的潜在关联,通过精妙实验设计,首次揭示其对生殖细胞的特异性保护机制,相关成果发表在跨学科期刊《Heliyon》上。

研究采用小鼠精原细胞系GC-1 spg作为模型,通过MTT法检测细胞活力,Western blot分析蛋白表达,免疫荧光定位关键因子,JC-1染色评估线粒体膜电位(ΔΨm),并结合流式细胞术定量凋亡率。qPCR技术精准捕捉ER stress相关基因表达变化,形成多维度证据链。

青蒿素逆转顺铂的增殖抑制 当GC-1细胞遭遇10μM顺铂暴击时,存活率骤降57%,而50μM青蒿素联合处理使细胞恢复至71%。Ki-67免疫荧光显示,青蒿素将顺铂组的增殖阳性细胞比例从42%拉回正常水平,流式数据更显示凋亡率从45.5%降至17.1%,如同为精原细胞穿上防弹衣。

凋亡通路的关键刹车 Western blot揭示顺铂显著激活凋亡执行者cleaved-caspase-3和促凋亡蛋白Bax,同时磷酸化p53蛋白表达飙升3.2倍。而青蒿素干预组这些指标均回落至基线,免疫荧光中cleaved-caspase-3的荧光强度减弱65%,证实其能阻断顺铂触发的死亡程序。

ER stress的幕后调控 顺铂刺激下,ER stress标志物Bip/GRP78、PDI和ERO1-La蛋白表达激增2-3倍,伴随CHOP、Grp78基因转录上调。青蒿素处理使这些因子表达量回调50%-70%,JC-1染色中红绿荧光比值恢复显示线粒体功能修复,揭示其通过缓解ER stress维持细胞稳态。

炎症风暴的平息者 顺铂引发COX2、iNOS和磷酸化NF-κB蛋白表达爆发,NF-κB mRNA水平提升4倍。青蒿素则使这些炎症因子表达降低60%,同时促进抑制因子IκBα表达,犹如为细胞注入"消炎针"。

这项研究首次阐明青蒿素通过三重机制护卫精原细胞:直接抑制ER stress通路关键蛋白,修复线粒体功能,以及阻断NF-κB介导的炎症级联。这不仅为临床防治化疗相关不育提供新思路,更拓展了青蒿素的药用价值边界。值得注意的是,青蒿素在癌细胞中通过诱发铁死亡(ferroptosis)发挥抗癌作用,却在正常生殖细胞中展现截然不同的保护特性,这种"智能双效"特性使其成为理想的化疗辅助剂。未来研究需在动物模型中验证剂量效应,并探索其对其他生殖细胞类型的保护谱系,为转化医学奠定基础。

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