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广州生物院揭示抑制肿瘤抗氧化防御机制的机理

2015-10-16 17:31 中国科学院广州生物医药与健康研究院 Free Radical Biology and Medic 阅读 0
核心摘要: 中国科学院广州生物医药与健康研究院李志远研究组发现,在氧化应激条件下,TRPV2可通过加剧H2O2对促生存信号(Akt、Nrf2)的抑制以及促进对促死亡信号(p38、JNK1)的活化,抑制肿瘤细胞的抗氧化防御机制,促进氧化应激诱导的癌细胞死亡。该研究揭示了TRPV2在氧化应激诱导癌细胞损伤中的增强器作用,为抑制肿瘤耐药性和提高抗肿瘤治疗效果提供了新策略。

10月9日,国际学术期刊《Free Radical Biology and Medicine》在线发表了中国科学院广州生物医药与健康研究院李志远研究组的研究成果,题为“Novel role of TRPV2 in promoting the cytotoxicity of H2O2-mediated oxidative stress in human hepatoma cells”。该研究发现在氧化应激条件下,TRPV2可通过加剧H2O2对促生存信号(Akt、Nrf2)的抑制以及促进其对促死亡信号(p38、JNK1)的活化,从而抑制肿瘤细胞的抗氧化防御机制,促进氧化应激诱导的癌细胞死亡。

氧化应激是肿瘤的重要诱发因素和病理特征。为了维持在高水平活性氧(ROS)条件下的生存,癌细胞已形成一套更强的抗氧化防御机制。由于许多抗癌手段(包括放射疗法和多种药物)的重要机制是通过诱导高水平ROS选择性杀死癌细胞,这种氧化适应机制也增强了细胞的耐药性。因此,探索如何削弱这种氧化适应机制对提高抗肿瘤治疗效果具有重要意义。TRPV2是一种广泛表达于体内多种组织和器官的非选择性阳离子通道。诸多证据表明,TRPV2高表达于多种肿瘤组织中,不仅调控肿瘤细胞的生长和迁移,还与许多肿瘤的分化程度密切相关,提示TRPV2可作为肿瘤恶化及预后的重要标志物。然而,引起TRPV2在肿瘤组织异常表达的机制尚不清楚,其在肿瘤组织中的功能也未完全阐明。

李志远研究组发现,H2O2作用24小时可上调肝癌细胞中TRPV2 mRNA和蛋白质的表达,并引发部分癌细胞死亡。为研究TRPV2在H2O2介导的氧化应激中的角色,研究组通过外源转染进一步提高肝癌细胞中TRPV2的表达水平,发现TRPV2可显著增强H2O2对肝癌细胞的应激毒性,增加癌细胞的死亡率;同时,抑制TRPV2的表达也可明显抑制H2O2诱导的细胞死亡。在机制上,研究组检测了多种与肿瘤氧化应激相关的信号分子,包括PI3K/Akt、HIF-1α、Nrf2、JNK1、p38等,发现TRPV2可进一步加剧H2O2对Nrf2和Akt信号的抑制。尽管在H2O2处理24小时后TRPV2表达增加对JNK1和p38的活性无明显影响,但在细胞死亡的早期(H2O2处理6小时),TRPV2的过表达可防止JNK1和p38的失磷酸化,导致JNK1和p38的持续激活。这些发现表明,TRPV2可削弱肿瘤细胞的抗氧化防御机制,促进H2O2介导的氧化应激对肿瘤细胞的损伤。更重要的是,研究组随后对两种与氧化应激相关的药物(博来霉素、顺铂)进行研究,发现增加TRPV2的表达可显著促进博来霉素或顺铂诱导的癌细胞死亡。

该研究不仅揭示了TRPV2在氧化应激诱导癌细胞损伤中发挥着增强器(enhancer)的作用,也为未来探索抑制肿瘤细胞耐药性和提高抗肿瘤治疗效果提供了新策略。

该研究获得中国科学院、科技部、国家自然科学基金、广东省和广州市的经费支持。

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