主题:【分享】【金秋计划】汉防己甲素靶向SIRT5调控内质网应激和自噬发挥抗黑色素瘤作用

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传统中药粉防己(Stephaniatetrandra S. Moore)是防己科千金藤属草质藤本植物,汉防己甲素(TetrandrineTET)是一种从粉防己中提取的天然双苄基异喹啉生物碱,具有多种药理作用,包括对多种癌症具有抑制活性,然而它对黑色素瘤的影响仍不清楚。

通过体内和体外测定发现TET 对黑色素瘤具有抑制作用,机制上,SIRT5TET的直接靶标,TET 通过泛素-蛋白酶体系统导致SIRT5降解,导致随后的ROS积累,进而导致过度的内质网应激和自噬阻断,而过表达SIRT5减弱TET诱导的ROS积累。
1TET抑制黑色素瘤细胞的增殖和活力

作者首先使用多种黑色素瘤细胞系评估了TET 的抗黑色素瘤作用,发现TET对黑色素瘤细胞具有显著的抗增殖、周期阻滞、促凋亡作用


2TET通过诱导细胞骨架解聚诱导阻断的自噬通量

TET处理后,在细胞内观察到可辨别的不规则液泡,表明其可能具有诱导细胞自噬的潜力。进一步免疫荧光和WB验证发现TET处理后,自噬通量受损。考虑到到微管和微丝系统在协调自噬体与溶酶体的形成、运输和融合中的关键作用,作者研究了TET是否扰乱了它们的正常结构。结果表明, TET破坏了它们在黑色素瘤细胞内的结构完整性。这些发现表明TET诱导的细胞骨架解聚有助于阻断自噬通量


3TET通过触发ER应激诱导自噬

基于RNA-seq信号通路富集分析,作者发现TET促进了未折叠蛋白反应(UPR)。鉴于在大量文献中已经确定了自噬与内质网应激之间的关联,作者验证发现ATF6介导的ER应激激活了TET处理的黑色素瘤细胞的自噬


4TET导致大量ROS积累

RNA-seq 结果中ROS响应途径显著富集,为了揭示TET诱导的ER应激和随之而来的自噬阻断的机制,作者研究了其对ROS的影响,发现TET 治疗后线粒体自噬的激活,ROS信号激增。且伴随着 ROS 水平的激增,TET诱导的细胞死亡、细胞增殖和细胞骨架解聚的抑制以及自噬通量的阻断,都通过用ROS清除剂NAC得到有效挽救


5SIRT5 被确定为TET的直接靶标

接着作者采用Pulldown+MS方法确定了TET的直接靶点,通过整合蛋白质亚细胞定位(线粒体)和GO富集分析,SIRT5成为潜在靶标。进一步作者通过竞争性结合实验、CETSAITC实验证实SIRT5 TET的直接结合,分子动力学模拟1揭示了SIRT5 TET 之间的结合模式。此外,作者发现SIRT5 在黑色素瘤组织中表现出表达增加,与患者预后不良相关,且TET 通过泛素蛋白酶体系统下调了黑色素瘤细胞中SIRT5的表达。


6TET SIRT5 依赖性方式阻碍体内黑色素瘤的生长

为了验证 SIRT5 TET 诱导的黑色素瘤细胞死亡中的作用,作者构建了 SIRT5 敲低和过表达细胞,发现SIRT5过表达逆转了TET诱导的黑色素瘤细胞线粒体损伤。最后通过动物模型发现,TET治疗抑制了肿瘤体积和重量,并抑制了SIRT5水平,而在黑色素瘤细胞中过表达SIRT5 TET 未能抑制增殖和致瘤能力


总结

研究表明TET有效地靶向SIRT5,诱导SIRT5蛋白降解,进而导致线粒体功能障碍,表现为线粒体肿胀、线粒体自噬和ROS生成。研究表明TET 是一种很有前途的治疗黑色素瘤的治疗剂
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