肝癌是一种全球范围内致死率极高的恶性肿瘤,其治疗手段包括手术切除、化疗、放疗等。化疗作为肝癌治疗的重要手段之一,其疗效受到多种因素的影响。近年来,细胞凋亡诱导剂的研究成为肝癌治疗领域的热点。甘草次酸(GA)和阿霉素(DOX)作为两种常用的细胞凋亡诱导剂,其联合使用在肝癌治疗中显示出显著的协同作用。本文旨在探究甘草次酸联合阿霉素诱导HepG2细胞凋亡的作用机制,为肝癌的临床治疗提供理论依据。
细胞凋亡是机体维持内环境稳定的重要机制,其异常与多种疾病的发生发展密切相关。在肝癌细胞中,细胞凋亡的异常活化是导致肿瘤形成和进展的关键因素。HepG2细胞是一种广泛用于肝癌研究的肝细胞癌系,其凋亡水平的检测对于评估化疗药物的疗效具有重要意义。
本研究采用细胞增殖毒性检测(CCK-8)法检测HepG2细胞活力,结果显示,甘草次酸和阿霉素联合使用可显著降低HepG2细胞活力,提示其具有协同诱导细胞凋亡的作用。流式细胞术检测结果进一步证实,联合用药组HepG2细胞凋亡水平显著高于单药组。
内质网和线粒体之间的相互作用在细胞凋亡中发挥关键作用。共定位荧光成像法检测结果显示,甘草次酸联合阿霉素可显著降低内质网和线粒体之间的共定位水平。荧光探针法检测结果显示,联合用药组内质网中的Ca~(2+)含量显著增多,线粒体中的Ca~(2+)含量显著减少,提示其可能通过影响内质网和线粒体之间的Ca~(2+)转运,进而诱导细胞凋亡。
电压依赖性阴离子通道蛋白1 (VDAC1)、分子伴侣葡萄糖调节蛋白75 (GRP75)和1,4,5-三磷酸肌醇受体(IP3R)是内质网和线粒体之间Ca~(2+)转运的关键蛋白。Western blot检测结果显示,甘草次酸联合阿霉素可显著降低VDAC1、GRP75和IP3R的表达水平,免疫共沉淀(CO-IP)结果显示VDAC1与GRP75、IP3R之间存在相互作用。这些结果提示甘草次酸和阿霉素可能通过调控这些蛋白的相互作用,进而影响内质网和线粒体之间的Ca~(2+)转运。
去乙酰化酶3(SIRT3)在细胞凋亡中发挥重要作用。qRT-PCR和Western blot检测结果显示,甘草次酸联合阿霉素可显著升高SIRT3的mRNA和蛋白表达水平。免疫共沉淀结果显示SIRT3与VDAC1之间存在相互作用,VDAC1的乙酰化水平显著降低。这些结果提示甘草次酸和阿霉素可能通过SIRT3介导的VDAC1脱乙酰化修饰,进而减弱VDAC1、GRP75和IP3R三者之间的相互作用,从而影响内质网和线粒体之间的Ca~(2+)转运,诱导细胞凋亡。
综上所述,甘草次酸联合阿霉素可显著诱导肝癌HepG2细胞凋亡,其作用机制可能涉及SIRT3介导的VDAC1脱乙酰化修饰,减弱VDAC1、GRP75和IP3R三者之间的相互作用,进而调节内质网线粒体膜域结构的形成,影响内质网和线粒体之间的Ca~(2+)转运。这些研究结果为甘草次酸和阿霉素在肝癌治疗中的联合应用提供了理论依据,有望为肝癌的综合治疗提供新的思路。
唐银河
温州医科大学附属第一医院南白象新院区