這篇論文研究了綠原酸(Chlorogenic Acid, CHA)通過ACAT1-TPK1-PDH途徑誘導神經母細胞瘤細胞分化。
綠原酸(CHA)調節ACAT1-TPK1-PDH通路促進神經母細胞瘤分化
研究背景
1、神經母細胞瘤是一種在未分化的交感神經節細胞中發展的癌癥,具有高發病率,尤其在兒童中。目前的治療方法包括化療、干細胞移植、手術、放療等,但這些方法無法有效抑制腫瘤復發或轉移。
2、神經母細胞瘤的高度異質性限制了現有治療方法的療效,并導致藥物耐藥性。因此,迫切需要研究新的治療機制和方法。
3、維甲酸(RA)是目前最有效的誘導神經母細胞瘤分化的藥物,但對MYCN擴增的患者無效。綠原酸(CHA)是一種從植物中提取的小分子天然化合物,具有抗炎、抗氧化和抗腫瘤活性,但其對神經母細胞瘤的作用尚未被評估。
研究方法
1、使用Be(2)-M17和SH-SY5Y神經母細胞瘤細胞系來確認分化表型。細胞在CHA處理后,通過EdU染色、細胞周期分析、遷移和克隆形成能力測試等方法評估其分化情況。
2、構建了皮下和原位異種移植小鼠模型,評估CHA的抗腫瘤活性。通過Ki-67表達和MAP2分化標志物的水平來評估腫瘤生長情況。
3、使用Seahorse實驗和代謝組學分析研究CHA及其靶點ACAT1在線粒體代謝中的作用。通過檢測氧消耗率(OCR)來評估細胞的氧化磷酸化(OXPHOS)能力。
實驗設計
1、CHA處理后,Be(2)-M17和SH-SY5Y細胞的增殖速度減慢,細胞形態發生明顯變化,細胞周期在G0/G1期被阻滯,遷移和克隆形成能力減弱。
2、在小鼠模型中,CHA顯著抑制了腫瘤生長,且未導致體重下降。原位異種移植模型也顯示了類似的結果。
3、代謝組學分析顯示,CHA處理后,硫胺素代謝途徑被激活,TPK1表達上調,PDH酶活性增強。
結果與分析
1、CHA通過抑制ACAT1誘導神經母細胞瘤細胞分化。ACAT1敲除后,細胞形態趨于成熟,腫瘤生長緩慢,Ki-67表達減少,MAP2表達增加。
2、CHA處理恢復了神經母細胞瘤細胞的OXPHOS能力,ACAT1敲除也觀察到類似結果。
3、硫胺素代謝途徑在ACAT1介導的分化中起重要作用。CHA和ACAT1敲除均上調了TPK1表達,激活了硫胺素代謝途徑,增強了PDH酶活性。
總體結論
CHA通過抑制線粒體ACAT1促進神經母細胞瘤細胞分化。ACAT1的消除上調了TPK1表達,激活了硫胺素代謝途徑,并恢復了細胞的OXPHOS功能。研究為CHA在神經母細胞瘤治療中的臨床應用提供了理論基礎,并為神經母細胞瘤的治療提供了一個有吸引力的靶點和方案。