近期,中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院智能機(jī)械研究所離子束生物工程與綠色農(nóng)業(yè)研究中心研究員黃青課題組在靈芝抗癌藥理研究方面取得新進(jìn)展,發(fā)現(xiàn)靈芝酸D可以同時(shí)誘導(dǎo)食管鱗癌細(xì)胞凋亡和自噬性細(xì)胞死亡。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在藥理研究期刊Journal of Ethnopharmacology上。
靈芝作為一種傳統(tǒng)的中藥已有兩千多年的藥用歷史,并具有多種藥用價(jià)值。其中,靈芝酸是靈芝中具有抗腫瘤、抑制細(xì)胞增殖等作用的重要藥理成分,但是其具體作用機(jī)制還有許多問題有待研究闡明。
近年來,黃青課題組一直開展靈芝育種及功能開發(fā)研究。該研究主要圍繞靈芝酸對(duì)癌細(xì)胞的作用機(jī)制進(jìn)行,結(jié)果表明,靈芝酸在不同的作用時(shí)間和不同劑量上都會(huì)顯著降低食管鱗癌細(xì)胞的細(xì)胞活力,并且隨著劑量的增加顯著阻斷細(xì)胞周期在G2/M期。靈芝酸不僅可以誘導(dǎo)凋亡,同時(shí)還可以誘導(dǎo)細(xì)胞自噬的發(fā)生。通過檢測(cè)自噬的標(biāo)志蛋白(LC3、P62、Beclin-1),顯示靈芝酸可以增加自噬小體的表達(dá)。通過自噬雙熒光標(biāo)記(GFP-RFP-LC3)方法進(jìn)一步檢測(cè)自噬流時(shí),發(fā)現(xiàn)靈芝酸可以阻斷自噬流,通過阻斷自噬小體和溶酶體的融合,造成自噬性細(xì)胞死亡。
進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),靈芝酸降低了溶酶體膜蛋白(LAMP-2)的表達(dá),使用Mito-tracker熒光探針標(biāo)記溶酶體發(fā)現(xiàn)靈芝酸中和溶酶體酸性,結(jié)果導(dǎo)致溶酶體無法與自噬小體融合,造成自噬流的阻斷導(dǎo)致細(xì)胞死亡。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)靈芝酸與氯喹的聯(lián)合使用,能較顯著增加細(xì)胞凋亡比例。通過加入caspase蛋白的抑制劑(Z-VAD-FMK)后分析細(xì)胞活力、caspase、LC3等表達(dá)變化,進(jìn)一步驗(yàn)證了靈芝酸可以誘導(dǎo)自噬性細(xì)胞死亡的發(fā)生。在分子水平上,靈芝酸通過介導(dǎo)PI3K/AKT/mTOR通路,降低AKT蛋白磷酸化水平引發(fā)caspase通路的細(xì)胞凋亡,同時(shí)降低mTOR蛋白磷酸化水平誘導(dǎo)自噬發(fā)生,造成自噬流阻斷,產(chǎn)生自噬性細(xì)胞死亡。該項(xiàng)研究為靈芝酸作為抗腫瘤佐劑應(yīng)用于食管鱗癌的治療提供了理論依據(jù)和支持。
該研究工作得到國家自然科學(xué)基金以及橫向課題等的支持。
a:靈芝酸誘導(dǎo)食管鱗癌細(xì)胞凋亡和自噬性細(xì)胞死亡的總示意圖 b:靈芝酸阻斷自噬流造成自噬性細(xì)胞死亡的示意圖