止泻药驱使癌细胞死亡

2020-12-24 21:36:44

在细胞培养中,常用的抗腹泻药物洛哌丁胺对胶质母细胞瘤细胞有效。歌德大学的一个研究小组现在已经阐明了药物诱导细胞死亡的作用机理,并且在这样做的过程中,表明了该化合物如何帮助攻击否则难以治疗的脑瘤。

歌德大学儿科学实验癌症研究所的Sjoerd van Wijk博士领导的研究组已经两年前发现了证据,表明抗腹泻药洛哌丁胺可用于诱导胶质母细胞瘤细胞系死亡。他们现在已经破译了它的作用机制,并且正在这样做,为开发新的治疗策略开辟了新途径。

在某些类型的肿瘤细胞中,洛哌丁胺的使用会导致内质网(ER)产生应激反应,内质网是体内蛋白质合成关键步骤的细胞器。内质网中的应力触发其降解,随后细胞自毁。当细胞经历高度活化的自噬时,就会发生这种称为自噬依赖性细胞死亡的机制。通常,自噬调节正常的代谢过程,分解并回收受损或多余细胞成分的宝贵部分,从而确保细胞的存活,例如在营养缺乏的情况下。然而,在某些肿瘤细胞中,自噬的过度激活破坏了如此多的细胞物质,以至于它们不再能够存活。

vanWijk说:“我们对细胞系的实验表明自噬可以支持胶质母细胞瘤脑肿瘤的治疗。”胶质母细胞瘤是儿童和成年人中一种非常具有侵略性和致死性的癌症,对化疗的反应较差。因此,迫切需要新的治疗方法。范·维哈克斯(van Wijkhas)领导的研究小组现在确定了一个重要的因素,该因素将ER应激反应与ER降解(网眼)联系起来:``激活转录因子''ATF4在ER应激期间以及在洛哌酰胺的影响下均大量产生。它触发了ER膜的破坏,从而触发了ER的破坏。

“相反,如果我们阻断ATF4,添加洛哌丁胺后死亡的肿瘤细胞中的细胞要少得多,”范·维克(van Wijk)在描述控制结果时说道。此外,该研究小组能够在电子显微镜下检测洛哌丁胺处理的细胞中的ER碎片。范·维克(van Wijk)说:“ ER的降解,即网状变性,明显促进了胶质母细胞瘤细胞的死亡。”该研究小组还表明,洛哌丁胺仅触发自噬,而不触发其他细胞(如胚胎小鼠成纤维细胞)的细胞死亡。 “通常,洛哌丁胺当作为腹泻的补救措施时,会与肠道中特定的结合位点结合,并且不会被肠膜吸收,因此是无害的”。

洛哌丁胺诱导的胶质母细胞瘤细胞死亡可能有助于开发新的治疗方法,以治疗这种严重形式的癌症。 van Wijk说:“但是,我们的发现也为治疗ER降解受阻的其他疾病(如神经系统疾病或痴呆症以及其他类型的肿瘤)开辟了令人兴奋的新可能性。”但是,在将洛哌丁胺实际用于治疗胶质母细胞瘤或其他疾病之前,有必要进行进一步的研究。例如,在未来的研究中必须探索洛哌丁胺如何被转运到大脑并穿过血脑屏障。纳米颗粒可能是一个可行的选择。现在,法兰克福的研究小组希望找出其他引发网状吞噬的物质,并研究如何增强洛哌丁胺的作用并更好地理解。

由法兰克福儿童癌症基金会(FrankfurterStiftungfürkrebskranke Kinder)资助的Sjoerd van Wijkis领导的研究小组和德国研究基金会(Deutsche Forschungsgemeinschaft)资助的1177合作研究中心“选择性自噬的分子和功能表征”。这项工作是与Muriel Mari博士和Fulvio Reggiori教授(荷兰格罗宁根大学)和DonatKögel教授(歌德大学实验神经外科)合作的结果。

出版物:Svenja Zielke,Simon Kardo,Laura Zein,Muriel Mari,Adriana Covarrubias-Pinto,Maximilian N. Kinzler,Nina Meyer,Alexandra Stolz,Simone Fulda,Fulvio Reggiori,DonatKögel和Sjoerd vanWijk:ATF4伴有网状神经母细胞瘤的左ER应激 。 泰勒& 弗朗西斯在线https://doi.org/10.1080/15548627.2020.1827780