这篇论文研究了绿原酸(Chlorogenic Acid, CHA)通过ACAT1-TPK1-PDH途径诱导神经母细胞瘤细胞分化。
绿原酸(CHA)调节ACAT1-TPK1-PDH通路促进神经母细胞瘤分化
研究背景
1、神经母细胞瘤是一种在未分化的交感神经节细胞中发展的癌症,具有高发病率,尤其在儿童中。目前的治疗方法包括化疗、干细胞移植、手术、放疗等,但这些方法无法有效抑制肿瘤复发或转移。
2、神经母细胞瘤的高度异质性限制了现有治疗方法的疗效,并导致药物耐药性。因此,迫切需要研究新的治疗机制和方法。
3、维甲酸(RA)是目前最有效的诱导神经母细胞瘤分化的药物,但对MYCN扩增的患者无效。绿原酸(CHA)是一种从植物中提取的小分子天然化合物,具有抗炎、抗氧化和抗肿瘤活性,但其对神经母细胞瘤的作用尚未被评估。
研究方法
1、使用Be(2)-M17和SH-SY5Y神经母细胞瘤细胞系来确认分化表型。细胞在CHA处理后,通过EdU染色、细胞周期分析、迁移和克隆形成能力测试等方法评估其分化情况。
2、构建了皮下和原位异种移植小鼠模型,评估CHA的抗肿瘤活性。通过Ki-67表达和MAP2分化标志物的水平来评估肿瘤生长情况。
3、使用Seahorse实验和代谢组学分析研究CHA及其靶点ACAT1在线粒体代谢中的作用。通过检测氧消耗率(OCR)来评估细胞的氧化磷酸化(OXPHOS)能力。
实验设计
1、CHA处理后,Be(2)-M17和SH-SY5Y细胞的增殖速度减慢,细胞形态发生明显变化,细胞周期在G0/G1期被阻滞,迁移和克隆形成能力减弱。
2、在小鼠模型中,CHA显著抑制了肿瘤生长,且未导致体重下降。原位异种移植模型也显示了类似的结果。
3、代谢组学分析显示,CHA处理后,硫胺素代谢途径被激活,TPK1表达上调,PDH酶活性增强。
结果与分析
1、CHA通过抑制ACAT1诱导神经母细胞瘤细胞分化。ACAT1敲除后,细胞形态趋于成熟,肿瘤生长缓慢,Ki-67表达减少,MAP2表达增加。
2、CHA处理恢复了神经母细胞瘤细胞的OXPHOS能力,ACAT1敲除也观察到类似结果。
3、硫胺素代谢途径在ACAT1介导的分化中起重要作用。CHA和ACAT1敲除均上调了TPK1表达,激活了硫胺素代谢途径,增强了PDH酶活性。
总体结论
CHA通过抑制线粒体ACAT1促进神经母细胞瘤细胞分化。ACAT1的消除上调了TPK1表达,激活了硫胺素代谢途径,并恢复了细胞的OXPHOS功能。研究为CHA在神经母细胞瘤治疗中的临床应用提供了理论基础,并为神经母细胞瘤的治疗提供了一个有吸引力的靶点和方案。