近日,中科院合肥研究院智能所離子束生物中心黃青研究員課題組在靈芝酸輻射增敏研究方面取得新進展:發現靈芝酸T可以通過促進癌細胞由凋亡轉變為程序性壞死增加輻射敏感性,并揭示了其機制,相關研究結果發表在生物毒理研究的專業期刊Toxicology Research上。
靈芝作為一種傳統的中藥已有兩千多年的藥用歷史,具有多種藥用價值。其中,靈芝酸是靈芝中具有抗腫瘤、抑制細胞增殖等作用的重要藥理成分。靈芝酸有多種類型,它們在輻射條件下是否具有增敏效應,以及可能的作用機制是什么,這些問題還有待研究闡明。
近年來,黃青課題組一直開展靈芝育種、功能開發和抗癌機理研究。本研究主要圍繞靈芝酸T對癌細胞的輻射增敏作用機制進行,結果發現,靈芝酸T在γ輻射條件下不僅能誘導癌細胞凋亡,而且能誘導其程序性壞死,并隨著靈芝酸T濃度的增加,細胞死亡狀態會由凋亡逐漸轉向程序性壞死。研究中,靈芝酸T可以增加輻射敏感性(圖1),可以誘導細胞凋亡和壞死(圖2)。
為了進一步區分到底是一般壞死還是程序性壞死,通過分析subG1(圖3)和分別加入凋亡抑制劑(Z-VAD)和程序性壞死抑制劑(NEC1),證實靈芝酸T可以誘導細胞程序性壞死(圖4)。進一步的研究發現,靈芝酸T增加DNA斷裂損傷和ROS水平,降低線粒體膜電位,引發細胞周期阻滯和ATP耗竭,促使細胞死亡狀態發生由細胞凋亡向程序性壞死的轉變(圖5)。
本研究不僅對靈芝酸T的放射增敏作用途徑和機制有了一定的認識,而且為中藥或天然產物作為腫瘤放射治療中有效的放射增敏佐劑的研究和開發提供了新的方向。
該研究工作與上海市農科院食用菌研究所張勁松研究員課題組合作完成,并得到國家自然科學基金重點項目資金的支持。
文章鏈接:https://doi.org/10.1093/toxres/tfab030
圖1:靈芝酸T輻射增敏效應

圖2:靈芝酸T引發細胞凋亡和壞死

圖3:靈芝酸T引發細胞程序性壞死

圖4:靈芝酸T劑量增加可以引發細胞由凋亡轉向程序性壞死

圖5:靈芝酸T誘導細胞由凋亡轉向程序性壞死的機制示意圖