《Scientific Reports》:Eurycomalactone switched hepatocellular carcinoma cells into quiescence through 5’tRFAla/DVL/β-catenin pathway inhibition
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为探究 tsRNA 与小分子药物药理作用的潜在调节机制,广东医科大学等机构的研究人员开展了 eurycomalactone(ELT)对肝癌细胞作用的研究。结果发现 ELT 可使肝癌细胞进入静息状态,该研究为抑制肿瘤细胞生长提供新方向。
在生命的微观世界里,RNA 一直是个神秘而关键的角色。近年来,非编码 RNA 领域的研究不断升温,其中 tRNA 衍生的小 RNA(
tsRNA)更是吸引了众多科研人员的目光。尽管 tsRNA 已被证实能像 miRNA 一样调节多种生理过程,但它与小分子药物药理作用之间的关系却如同迷雾,亟待揭开。肿瘤的治疗一直是医学领域的难题,肝癌作为一种常见且恶性程度较高的肿瘤,严重威胁着人类的健康。目前,临床上的小分子药物大多通过作用于蛋白质来发挥疗效,然而,人类基因组中仅有 1.5% 最终会翻译成蛋白质,且与疾病相关的蛋白质中,还有许多被认为是 “不可成药” 的靶点,这使得开发新型治疗策略迫在眉睫。在此背景下,广东医科大学等机构的研究人员开展了一项意义重大的研究,相关成果发表在《Scientific Reports》上。
为了探究 tsRNA 与小分子药物药理作用的潜在调节机制,研究人员将目光聚焦于一种从长叶斑鸠菊(Eurycoma longifolia)根部分离出的天然产物 ——eurycomalactone(ELT),以及它对肝癌细胞的影响。
研究人员运用了多种关键技术方法来开展研究。首先,通过 Arraystar 小 RNA 微阵列分析,检测 ELT 处理后细胞中 tsRNA 的表达变化;利用实时 RT-PCR 技术,对特定 tsRNA 和相关基因的表达水平进行定量分析;借助 Western blotting 技术,检测蛋白质的表达情况,以探究相关信号通路的变化 。实验所用的人肝癌细胞系 PLC/PRF/5 和 HUH7,均购自中国科学院上海细胞库。
研究结果主要体现在以下几个方面:
- ELT 抑制肝癌细胞增殖且不引起细胞死亡:通过 MTT 法、集落形成实验、EdU 染色实验和 Western blotting 检测发现,ELT 能显著抑制 PLC/PRF/5 和 HUH7 细胞的增殖,且呈剂量和时间依赖性。同时,ELT 不会诱导细胞凋亡或死亡,停止给药后细胞增殖可恢复。这表明 ELT 能抑制肝癌细胞增殖,但不具有细胞毒性12。
- ELT 诱导肝癌细胞周期阻滞在 G0/G1 期:对 PLC/PRF/5 和 HUH7 细胞进行不同浓度 ELT 处理后,通过流式细胞术分析细胞周期,发现 ELT 能使细胞周期阻滞在 G0/G1 期,且相关蛋白 CDK4 和 CDK6 的表达显著下调。结合上一结果,说明 ELT 可诱导肝癌细胞进入可逆的静息状态3。
- ELT 抑制肝癌细胞中的 β-catenin 通路:鉴于 β-catenin 在调节癌细胞增殖或静息中的重要作用,研究人员通过 Western blotting 分析发现,ELT 处理后,细胞中总 β-catenin、核 β-catenin 和细胞质 β-catenin 的含量,以及其下游靶蛋白 Cyclin D1、c-myc 和 Survivin 的表达均显著降低,表明 ELT 可抑制 β-catenin 通路4。
- ELT 处理的肝癌细胞中 tsRNA 的表达及相关分析:对 ELT 处理的 PLC/PRF/5 细胞进行 Arraystar 小 RNA 微阵列分析,发现有 3,937 个差异表达的 tsRNA,其中 1,874 个上调,2,063 个下调。通过 GO 和 KEGG 分析,发现差异表达 tsRNA 的靶基因主要富集在细胞增殖、细胞周期、凋亡等生物学过程,以及 MAPK、mTOR、Notch 和 Wnt 等信号通路。进一步研究发现,ELT 处理后,5’tRFAla和 5’tiRNAAla显著减少,且它们与 β-catenin 的上游调节蛋白 DVL2 和 DVL3 相关。过表达实验表明,只有 5’tRFAla的模拟物能增加 DVL2 和 DVL3 mRNA 的表达,并挽救 ELT 诱导的表达下降56。
研究结论指出,ELT 可通过抑制 5’tRFAla/DVL/β-catenin 通路,使 PLC/PRF/5 和 HUH7 细胞进入静息状态,该静息状态具有细胞增殖抑制、细胞周期阻滞在 G0/G1 期且停药后可恢复的特点。这一研究揭示了 tsRNA 在肿瘤细胞生长调节中的潜在作用,表明 tsRNA 可能像 miRNA 一样,在静息细胞中激活其匹配 mRNA 的翻译,为抑制肿瘤细胞生长提供了新的潜在方向 。尽管还需要更多的证据来证实,但该研究无疑为肝癌治疗及肿瘤生物学研究开辟了新的道路,为后续开发基于 RNA 调节的抗癌疗法提供了重要的理论依据和研究思路。
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