化疗是一种常见的癌症治疗方法，但由于癌症的高度异质性和复杂性，会导致对化疗的耐药性。自噬在克服化疗抗性方面发挥着双重作用。一些天然产品，特别是中草药，表现出多种药理目标，可用于克服抗药性。三萜类、生物碱、黄酮类和其他天然产品在诱导钙离子引发自噬细胞死亡或抑制ABC转运体家族蛋白表达方面显示出强大的作用，从而扭转了耐药性。因此，天然离子通道抑制剂有机会在化疗耐药中发挥特有的作用。

 

 

图形摘要:该研究阐释了橙桑黄酮作为化疗药或化疗佐剂治疗多要耐药性癌症的作用靶点与分子机制：通过诱导自噬性细胞死亡和抑制P-糖蛋白活性。

 

 

一．研究者首先比较了橙桑黄酮在不同癌细胞及健康细胞中的毒性。如（图1B）所示，与人类正常肝细胞（LO2）相比，在一组癌细胞系中表现出较低的IC₅₀值。这个结果表明橙桑黄酮在癌细胞中显示出更高的细胞毒性，表明其对不同来源的人类和鼠类癌细胞具有选择性的细胞毒性作用，但同时对正常细胞（LO2）具有较低的毒性。表明橙桑黄酮作为潜在化疗药物具有生物安全性。研究者其次证明（图1C-D）：橙桑黄酮可以激活细胞自噬并完成完成自噬流。

 

图1 橙桑黄酮在各种类型的癌细胞中诱导自噬流。

（图源：Qu, YQ. et al., Pharmacological Research, 2023）

 

二. 研究者将橙桑黄酮分子与mTOR蛋白进行计算机模拟分子对接（图2A），并对橙桑黄酮处理后，mTOR及相关信号通路的关键节点CAMKKβ与AMPK的表达量进行了评价，并对其与细胞自噬激活的关系进行了探究（图2B-C）。

 

图2 橙桑黄酮通过抑制SERCA和CaMKKβ-AMPK-mTOR信号级联诱导自噬

（图源：Qu, YQ. et al., Pharmacological Research, 2023）

 

同时，研究者通过模拟分子对接、离子通道SERCA活性检测（图2F），免疫印记、免疫荧光、细胞凋亡检测（图2H-J）等手段，证明橙桑黄酮可以通过抑制离子通道SERCA活性，增加细胞自噬及自噬性细胞死亡。综合来看，橙桑黄酮通过抑制离子通道SERCA，调节细胞质内钙离子浓度和激活CaMKKβ-AMPK-mTOR信号通路诱导钙介导的自噬性细胞死亡（图2）。

 

图2 橙桑黄酮通过抑制SERCA和CaMKKβ-AMPK-mTOR信号级联诱导自噬

（图源：Qu, YQ. et al., Pharmacological Research, 2023）

 

三. 为了进一步分析橙桑黄酮介导的细胞死亡与自噬之间的关系，研究者使用自噬基因缺陷细胞及自噬流、细胞凋亡等检测手段，证明橙桑黄酮可以增加自噬性细胞死亡（图3A-C）。为了探究这种自噬性细胞死亡在耐药细胞中的作用，不同基因缺陷导致的耐药细胞被用于检测橙桑黄酮的细胞毒性。结果显示（图3D-F），橙桑黄酮诱导抗凋亡癌细胞的钙依赖性自噬细胞死亡，并通过增加自噬性死亡杀死因基因缺陷导致的耐药细胞，展现出了橙桑黄酮出色的抗耐药特性（图3）。

 

图3 通过诱导自噬依赖性细胞死亡来抑制抗凋亡细胞

（图源：Qu, YQ. et al., Pharmacological Research, 2023）

 

四. 研究者通过动物实验对橙桑黄酮的抗癌疗效进行了评价。结果显示：离子通道抑制剂橙桑黄酮通过调动Ca²⁺和激活CaMKKβ-AMPK-mTOR信号通路，抑制体内肿瘤生长和肺转移（图4）。

 

图4 橙桑黄酮可抑制LLC-1肺部肿瘤患者C57BL/6小鼠模型的肿瘤生长和转移。

（图源：Qu, YQ. et al., Pharmacological Research, 2023）

 

五．研究者进一步对导致临床耐药的另一个重要蛋白P-gp进行了探究。模拟分子对接显示橙桑黄酮与P-gp可以良好结合，并形成稳定氢键（图5A）。一系列P-gp高表达耐药细胞被用来探究橙桑黄酮与P-gp的关系（图5C-G）。结果显示：橙桑黄酮通过抑制MDR癌症的P-糖蛋白活性逆转多药耐药性。

 

图5 橙桑黄酮通过抑制P-糖蛋白（P-gp）的活性抑制多药耐药的癌细胞

（图源：Qu, YQ. et al., Pharmacological Research, 2023）

 

六．最后，研究者使用RM-1耐药肿瘤动物模型，对橙桑黄酮的体内抗耐药性进行了验证（图6A-E），并使用LC-MS/MS对橙桑黄酮作用的药物外排泵进行了鉴定（图6I）。结果显示：橙桑黄酮通过特异性减弱ABCB1活性和促进顺铂在RM-1耐药性前列腺癌负担的C57BL/6小鼠模型肿瘤组织中的积累，增强了顺铂的抑瘤效果。

 

图6 橙桑黄酮通过减弱ABCB1活性和促进顺铂在RM-1耐药性前列腺癌轴承C57BL/6小鼠模型肿瘤组织中的积累，增强了顺铂的抑瘤效果。

（图源：Qu, YQ. et al., Pharmacological Research, 2023）

 

文章结论与讨论，启发与展望

橙桑黄酮首次被鉴定为一种新型的离子通道抑制剂，可通过抑制离子通道SERCA(调节细胞质钙离子进入内质网或肌质网的通道)的活性并提高细胞质内钙离子浓度和激活CaMKKβ-AMPK-mTOR信号通路，触发自噬细胞死亡和肿瘤特异性抑制作用。橙桑黄酮对钙依赖性自噬的诱导在规避细胞凋亡和耐药性方面显示出明显的作用，且还在体内抑制肿瘤生长和肺转移。此外，橙桑黄酮被认为是一种P-gp特异性抑制剂，它通过直接结合 P-gp 泵来增强化学治疗剂的功效，并逆转 P-gp 过表达的 MDR 癌细胞中的获得性耐药性。此外，在耐药的前列腺癌小鼠模型中，橙桑黄酮通过减弱P-gp介导的药物外流和促进顺铂在肿瘤组织中的积累，验证了其在耐药前列腺癌小鼠模型中提高顺铂的体内抗肿瘤作用。总之，我们的研究结果为橙桑黄酮作为钙离子通道SERCA的抑制剂与药物外排蛋白P-gp的抑制剂，克服临床耐药性提供了新的证据和理论支持。