靶向线粒体自噬相关SIRT4介导HIF1α去乙酰化：臭椿酮通过氧化应激治疗胃癌的新机制

　　本研究针对胃癌治疗中化疗耐药与副作用严重的临床难题，深入探讨了天然产物臭椿酮(AIL)的抗癌机制。研究人员通过多组学分析发现AIL特异性抑制线粒体自噬，导致去乙酰化酶SIRT4积累，进而促进HIF1α去乙酰化并降低其稳定性，最终通过下调抗氧化蛋白HO-1表达打破氧化还原平衡，诱导线粒体功能障碍和细胞凋亡。该研究首次揭示SIRT4-HIF1α-HO-1信号轴在胃癌治疗中的关键作用，为天然药物靶向氧化应激治疗胃癌提供了重要理论依据。

　　

胃癌作为全球范围内严重威胁人类健康的恶性肿瘤，其高发病率、高死亡率和不良预后一直是临床面临的重大挑战。当前胃癌治疗主要依靠手术切除、放疗和化疗等传统手段，然而化疗药物的广泛应用往往伴随着严重的副作用和耐药性问题，这使得开发新型高效低毒的抗肿瘤药物成为迫切需求。在这一背景下，传统中药和天然产物因其高效低毒的特性逐渐成为肿瘤治疗的新希望。

近年来，从传统中药中提取的活性成分展现出显著的抗肿瘤潜力。臭椿酮(Ailanthone, AIL)是从臭椿树干燥树皮中提取的主要生物活性成分，在中医经典《中国药典》中记载用于治疗艾滋病、结核病和溃疡等疾病。已有研究表明AIL在肝癌、胃癌等多种肿瘤中表现出抗癌效果，但其抗胃癌的具体分子机制尚不明确。氧化还原稳态调控在肿瘤发生发展中扮演着关键角色，活性氧(ROS)作为细胞代谢的天然副产物和高度活性分子，在维持氧化还原平衡中起着重要作用。当氧化还原平衡被打破，氧化应激状态会导致蛋白质、DNA和脂质等多种生物分子的损伤，进而引发线粒体功能障碍和细胞凋亡。

为了深入探索AIL抗胃癌的作用机制，研究人员在《Phytomedicine》发表了这项开创性研究。他们通过转录组学分析、蛋白质免疫印迹、流式细胞术、免疫荧光染色、透射电镜、线粒体分离、免疫共沉淀和小干扰RNA转染等一系列先进技术方法，结合体内外实验验证，系统阐述了AIL通过靶向线粒体自噬相关SIRT4调控氧化还原稳态的新机制。

研究人员首先通过MTT实验、EdU掺入实验和集落形成实验证实了AIL能够显著抑制胃癌细胞增殖，且效果优于临床常用化疗药物顺铂。转录组学分析显示AIL显著干扰氧化应激通路，进一步实验表明AIL处理导致细胞内ROS水平升高，谷胱甘肽(GSH)含量降低，同时引起DNA损伤和γ-H2AX表达上调。

在机制探索方面，研究发现AIL诱导线粒体功能障碍介导的细胞凋亡，表现为Bcl-2蛋白表达下降，Bax蛋白表达上升，线粒体膜电位(MMP)降低，以及caspase家族蛋白的激活。使用抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)能够逆转AIL诱导的细胞凋亡，证实了ROS积累在其中的关键作用。

特别值得注意的是，研究人员发现AIL通过抑制自噬特别是线粒体自噬来打破氧化还原平衡。Western blotting和免疫荧光结果显示AIL剂量和时间依赖性地降低LC3-II和p62蛋白水平，同时抑制自噬起始相关蛋白ULK1和Beclin1的表达。透射电镜观察直接证实AIL特异性抑制线粒体自噬，导致线粒体去乙酰化酶SIRT3、SIRT4和SIRT5的积累。

深入研究发现了全新的调控机制：AIL抑制线粒体自噬导致SIRT4积累，SIRT4作为HIF1α的去乙酰化酶，通过去乙酰化作用降低HIF1α稳定性，进而减少抗氧化蛋白血红素加氧酶1(HO-1)的转录表达，最终导致ROS积累和细胞凋亡。免疫共沉淀实验证实SIRT4与HIF1α存在直接相互作用，且SIRT4基因敲低能够恢复AIL抑制的HIF1α乙酰化水平。

在体内实验中，研究人员建立了MGC-803细胞移植瘤小鼠模型，发现AIL处理显著抑制肿瘤生长，降低肿瘤重量和体积，同时上调SIRT4表达，下调HO-1水平，增加丙二醛(MDA)含量，表明氧化应激水平升高。重要的是，AIL治疗未引起明显毒性反应，HE染色显示主要器官无显著病理变化。

研究结论部分强调，AIL通过抑制线粒体自噬，导致SIRT4积累并促进HIF1α去乙酰化，进而降低HIF1α稳定性和HO-1转录表达，最终打破氧化还原稳态，诱导线粒体功能障碍介导的细胞凋亡，从而抑制胃癌生长。这项研究的重要意义在于首次揭示了SIRT4作为HIF1α去乙酰化酶的新功能，建立了线粒体自噬与氧化应激之间的直接分子联系，为天然产物AIL治疗胃癌提供了坚实的理论基础和实验依据。

该研究不仅为胃癌治疗提供了新的潜在药物候选，更重要的是揭示了一个全新的分子调控机制——SIRT4-HIF1α-HO-1信号轴在胃癌氧化应激调控中的核心作用。这一发现不仅深化了对线粒体自噬与氧化还原稳态相互关系的理解，也为开发靶向线粒体自噬相关蛋白的抗癌药物提供了新思路。由于AIL来源于传统中药，具有天然低毒的优势，这项研究为中药现代化和天然产物抗肿瘤研究提供了优秀范例，具有重要的临床转化价值和科学意义。