《Medical Oncology》:Fatty acid synthase inhibitor cerulenin attenuates glioblastoma progression by reducing EMT and stemness phenotypes, inducing oxidative and ER stress response, and targeting PI3K/AKT/NF-κB axis
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胶质母细胞瘤(GB)侵袭性强、对标准治疗反应差。为探索新疗法,研究人员以浅蓝菌素(CER)抑制脂肪酸合酶(FASN)开展研究。结果发现,CER 可抑制 GB 细胞增殖、迁移,诱导细胞凋亡等。该研究为 GB 治疗提供新方向。
胶质母细胞瘤(Glioblastoma,GB),作为最具侵袭性和致命性的原发性脑肿瘤,一直是医学领域的一大难题。患者平均生存期不足一年,预后情况也不理想。传统治疗手段效果不佳,使得寻找新的治疗策略迫在眉睫。近年来,针对肿瘤细胞代谢的研究成为热点,尤其是脂肪酸代谢,因其在肿瘤细胞快速增殖过程中扮演着重要角色,被视为潜在的治疗靶点。在 GB 细胞中,脂肪酸合酶(Fatty acid synthase,FASN)异常活跃,其高表达与肿瘤的恶性程度、干性及治疗抵抗密切相关。因此,抑制 FASN 有望成为对抗 GB 的有效途径。
在此背景下,来自伊斯坦布尔大学等机构的研究人员开展了一项关于浅蓝菌素(Cerulenin,CER)抑制 FASN 对 GB 细胞影响的研究。该研究成果发表在《Medical Oncology》上,为 GB 的治疗带来了新的希望。
研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:细胞实验技术,使用人 U-87MG 和 LN-229 胶质母细胞瘤细胞以及人胚胎肾细胞 HEK-293 进行体外培养实验;检测分析技术,通过 MTT 法检测细胞活力,气相色谱 - 质谱(GC-MS)分析脂肪酸含量,蛋白质免疫印迹(Western blot)分析相关蛋白表达水平等;生物信息学分析技术,预测 CER 潜在靶点及相关通路。
研究结果如下:
CER 对细胞活力的影响 :MTT 实验表明,CER 对 U-87MG 细胞的抑制作用呈剂量和时间依赖性。处理 24 小时时,7.5μg/mL 的 CER 开始降低细胞活力;48 小时和 72 小时处理时,更低剂量即可产生抑制效果。实验选取了低剂量(I C 20 ? 值,3.6μg/mL)和高剂量(I C 50 ? 值,5.55μg/mL)的 CER 进行后续 48 小时处理实验。
对脂肪酸合成的抑制作用 :GC-MS 分析显示,CER 处理后,U-87MG 细胞中棕榈酸(C16:0)、硬脂酸(C18:0)、肉豆蔻酸(C14:0)等脂肪酸水平显著降低,表明 CER 有效抑制了 FASN 活性。
对细胞功能的影响 :在 2D 和 3D 培养实验中,CER 处理后 U-87MG 细胞的集落形成能力明显下降。划痕实验和 Transwell 实验表明,细胞的迁移和侵袭能力也显著降低。同时,与上皮 - 间质转化(Epithelial - mesenchymal transition,EMT)和癌症干细胞(Cancer stem cell,CSC)相关的标记蛋白水平下降,说明细胞的分化特征受到抑制。
诱导细胞凋亡和自噬 :Hoechst - 33342 / 碘化丙啶(PI)双染实验发现,CER 处理组的凋亡细胞和死亡细胞数量明显增加。Western blot 检测显示,凋亡相关蛋白 Bax/Bcl-2 比值升高,caspase - 3 和 PARP1 的活性片段增加;自噬相关蛋白 LC3A - II/I 比值上升,表明 CER 诱导了细胞凋亡和自噬。
引发细胞应激反应 :检测发现,CER 处理后细胞内活性氧(Reactive oxygen species,ROS)水平显著升高,线粒体膜电位(Mitochondrial membrane potential,MtMP)下降,硫黄素 T(Thioflavin T,ThT)染色显示错误折叠蛋白聚集增加,提示内质网应激(Endoplasmic reticulum stress,ER stress)增强。同时,ER stress 相关蛋白 Grp78、p - PERK、IRE1α 等表达变化,热休克蛋白 Hsp70 和 p - HSF1 水平上升,PI3K/AKT 通路下调。
潜在靶点和通路分析 :通过生物信息学分析,确定了 74 个 CER 与 GB 相关的潜在蛋白靶点,包括 FASN、细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK1、CDK2、CDK4、CDK5)等。GO 和 KEGG 通路富集分析显示,蛋白激酶活性、蛋白磷酸化、细胞连接和细胞分化机制等在 CER 抗 GB 的作用机制中可能发挥重要作用。
研究结论和讨论部分指出,本研究首次证明抑制 FA 生成和 FASN 功能可通过产生 ROS 和诱导 ER stress 诱导细胞死亡,同时减弱 U-87MG 人胶质母细胞瘤细胞的迁移和侵袭能力。尽管 CER 存在化学稳定性差、对健康细胞有一定毒性等局限性,但在癌症细胞中表现出的显著疗效,使其有望通过纳米技术等手段提高生物利用度,单独或与其他药物联合用于 GB 治疗。这一研究为 GB 的治疗开辟了新的方向,为后续研究提供了重要的理论依据和实践基础,对推动 GB 治疗领域的发展具有重要意义。
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