甘草次酸联合阿霉素通过调节ERMMDs诱导人肝癌HepG2细胞凋亡

甘草次酸联合阿霉素诱导肝癌HepG2细胞凋亡的机制探究

肝癌作为一种常见的实体肿瘤，因其高发病率和高死亡率，成为全球公共卫生领域的重要挑战。肝癌细胞的异常增殖和凋亡失衡是其发生发展的关键环节。近年来，研究者们不断探索新的治疗策略，旨在通过调控肝癌细胞的凋亡途径，抑制肿瘤的生长和扩散。甘草次酸（GA）和阿霉素（DOX）作为两种具有抗肿瘤活性的药物，其联合应用在肝癌治疗中的潜力引起了广泛关注。本文将围绕甘草次酸联合阿霉素诱导人肝癌HepG2细胞凋亡的研究，探讨其可能的作用机制，特别是内质网线粒体膜域结构（ERMMDs）在其中的调控作用。

一、肝癌细胞凋亡及其调控机制

细胞凋亡是机体维持组织稳态和防御异常细胞的重要生理过程。肝癌细胞通过逃避凋亡获得持续增殖的能力，成为肿瘤治疗的难点。内质网和线粒体作为细胞内两个重要的细胞器，在调控细胞凋亡中发挥关键作用。内质网线粒体膜域结构（ERMMDs）是连接内质网与线粒体的特殊膜结构，参与钙离子（Ca2+）的转运和信号传递，影响细胞的生存和死亡。调节ERMMDs的形成和功能，成为诱导肝癌细胞凋亡的潜在靶点。

二、甘草次酸与阿霉素的联合应用及其对HepG2细胞的影响

本研究采用体外培养的人肝癌HepG2细胞，设置对照组、阿霉素组、甘草次酸组及两药联合组，分别给予相应药物处理24小时。通过细胞增殖毒性检测（CCK-8）法评估细胞活力，结果显示联合用药组细胞活力显著降低，提示甘草次酸与阿霉素具有协同抑制肝癌细胞增殖的作用。流式细胞术进一步检测细胞凋亡水平，联合组凋亡率明显高于单药组和对照组，表明两药联合能够有效诱导HepG2细胞凋亡。

三、内质网线粒体膜域结构及钙离子转运的变化

利用共定位荧光成像技术，研究发现联合用药显著降低了内质网与线粒体的共定位水平，提示ERMMDs结构受到了破坏。荧光探针法检测显示，内质网中的Ca2+含量显著增加，而线粒体中的Ca2+含量则明显减少。这种钙离子分布的改变可能导致线粒体功能障碍，触发细胞凋亡信号通路。钙离子作为细胞内重要的第二信使，其在内质网和线粒体间的转运异常，是诱导肝癌细胞凋亡的重要机制之一。

四、VDAC1、GRP75和IP3R蛋白的表达及相互作用

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ERMMDs结构中的关键蛋白，参与内质网与线粒体的物理连接及钙离子转运。Western blot检测结果显示，联合用药组中VDAC1、GRP75和IP3R的相对表达量显著降低。免疫共沉淀（CO-IP）实验进一步证实，VDAC1与GRP75、IP3R之间存在相互作用，且该相互作用在联合用药组中减弱。这表明甘草次酸联合阿霉素通过调控这些蛋白的表达和相互作用，破坏了ERMMDs的结构完整性，影响了钙离子的正常转运。

五、SIRT3介导的VDAC1脱乙酰化修饰及其作用

去乙酰化酶3（SIRT3）是一种线粒体定位的去乙酰化酶，参与调节线粒体功能和细胞代谢。qRT-PCR和Western blot检测显示，联合用药显著提升了SIRT3的mRNA和蛋白表达水平。免疫共沉淀实验发现，SIRT3与VDAC1之间存在相互作用，且VDAC1的乙酰化水平显著降低。SIRT3介导的VDAC1脱乙酰化修饰可能改变VDAC1的功能状态，减弱其与GRP75和IP3R的结合能力，进而影响ERMMDs的形成和钙离子转运。这一机制为甘草次酸联合阿霉素诱导肝癌细胞凋亡提供了新的分子基础。

六、结语

综上所述，甘草次酸联合阿霉素通过多重机制协同作用，显著促进了人肝癌HepG2细胞的凋亡。其主要机制包括SIRT3介导的VDAC1脱乙酰化修饰，导致VDAC1、GRP75和IP3R三者之间相互作用的减弱，破坏了内质网线粒体膜域结构的完整性，改变了内质网与线粒体之间的钙离子转运，最终诱导细胞凋亡。这一研究不仅深化了我们对肝癌细胞凋亡调控机制的理解，也为甘草次酸与阿霉素联合应用提供了理论依据，具有重要的临床转化价值。未来，进一步的体内研究和临床试验将有助于验证这一联合治疗策略的安全性和有效性，为肝癌患者带来新的治疗希望。

罗允周

陆军军医大学第一附属医院