7,8-二羟基黄酮通过破坏线粒体氧化磷酸化增强肝癌细胞对三氧化二砷的化疗敏感性

　　为解决三氧化二砷(ATO)单药治疗肝细胞癌(HCC)疗效有限的问题，研究人员开展7,8-二羟基黄酮(DHF)与ATO联合治疗的主题研究。结果表明：DHF通过抑制线粒体氧化磷酸化(OXPHOS)，降低线粒体膜电位(MMP)，增加活性氧(ROS)产生，显著增强ATO对HCCLM3和HepG2细胞的杀伤效果。该研究为改善HCC化疗方案提供了新策略。

　　

肝细胞癌是全球最常见的恶性肿瘤之一，其治疗面临巨大挑战。三氧化二砷(ATO)作为传统中药砒霜的主要活性成分，在急性早幼粒细胞白血病治疗中显示出显著疗效，但在实体瘤特别是肝细胞癌的治疗中效果有限。这主要是由于ATO在实体瘤中积累不足、需要较高剂量以及随之而来的毒副作用和耐药性问题。如何提高ATO对肝细胞癌的治疗效果，同时降低其毒副作用，成为研究人员关注的重点。

7,8-二羟基黄酮(DHF)是一种植物来源的小分子化合物，作为TrkB受体激动剂，在神经精神疾病领域已被广泛研究。近年来研究发现，DHF在多种恶性肿瘤中表现出抗癌潜力，但其在肝细胞癌中的作用及与ATO的联合治疗效果尚未明确。基于线粒体功能异常与肝细胞癌发生发展密切相关的科学认知，研究人员推测DHF可能通过影响线粒体功能来增强ATO的抗癌效果。

在这项发表于《Pharmacological Research - Modern Chinese Medicine》的研究中，Dan-dan Guo、Zhen Tian、Ru-jin Liang等研究人员系统探讨了DHF单独及与ATO联合应用对肝细胞癌细胞的影响及其作用机制。

研究人员采用的主要关键技术方法包括：使用HCCLM3和HepG2两种肝细胞癌细胞系（来源于中国科学院）进行体外实验；通过MTT法和活/死细胞染色评估细胞活性和死亡比例；采用EdU染色、伤口愈合实验和集落形成实验检测细胞增殖和迁移能力；使用TUNEL染色检测细胞凋亡；通过Mito-Tracker、透射电子显微镜、mito-SOX和JC-1染色评估线粒体形态和功能变化；使用高分辨率Oxygraph O2k系统测量线粒体呼吸功能；通过Western blot分析检测线粒体复合物蛋白表达水平。

研究结果方面，3.1小节显示DHF与ATO联合应用显著降低HCCLM3和HepG2细胞活力，增加细胞死亡比例，抑制集落形成。MTT实验表明，ATO(2.5-10μM)和DHF(50-200μM)均能浓度依赖性地降低细胞活力，选择5μM ATO和100μM DHF进行后续实验。联合治疗组细胞死亡比例显著高于单药治疗组。

3.2小节结果表明，DHF与ATO联合应用显著抑制HCCLM3细胞增殖和迁移，促进细胞凋亡。EdU掺入实验显示联合治疗组细胞增殖能力显著降低；伤口愈合实验表明细胞迁移受到明显抑制；TUNEL染色显示联合治疗组凋亡细胞比例显著增加。

3.3小节深入探讨了DHF与ATO对线粒体形态和功能的影响。Mito-tracker染色显示，对照组线粒体均匀分布在核周围，ATO组线粒体数量减少，DHF组线粒体在核一侧聚集。透射电镜观察发现联合治疗组线粒体出现明显肿胀和嵴断裂。联合治疗组线粒体ROS水平显著升高，线粒体膜电位(MMP)显著降低。

3.4小节进一步研究了DHF与ATO对线粒体氧化磷酸化(OXPHOS)的影响。高分辨率呼吸测量系统分析显示，ATO处理降低了最大和储备呼吸，而DHF与ATO联合应用进一步降低了常规呼吸、最大呼吸和储备呼吸能力。Western blot分析表明，DHF单独处理降低了复合物I和II亚基蛋白水平，而联合治疗显著降低了复合物I、II、III和V的蛋白水平。此外，联合治疗降低了Bcl-2蛋白水平，但对Bax水平无显著影响。

3.5小节通过使用低剂量线粒体解偶联剂CCCP(0.5μM)验证了线粒体OXPHOS在联合治疗中的关键作用。CCCP预处理逆转了联合治疗对线粒体呼吸的抑制效应，改善了细胞形态，降低了细胞死亡比例，抑制了线粒体ROS产生。这些结果表明，DHF与ATO联合治疗的抗肿瘤效应确实通过抑制线粒体OXPHOS实现。

研究结论与讨论部分强调，这项研究首次证实DHF能够增强肝细胞癌细胞对ATO的化疗敏感性，其机制主要通过破坏线粒体氧化磷酸化实现。联合治疗引起线粒体形态异常、膜电位降低、ROS产生增加，并抑制线粒体呼吸功能和降低呼吸链复合物蛋白表达。使用低剂量线粒体解偶联剂CCCP能够逆转这些效应，进一步证实了线粒体OXPHOS在其中的关键作用。

该研究的重要意义在于：首先，为解决ATO单药治疗肝细胞癌效果有限的问题提供了新的联合治疗策略；其次，深入揭示了DHF增强ATO疗效的分子机制，为理解线粒体功能在化疗敏感性调节中的作用提供了新见解；第三，研究结果可能为其他实体瘤的治疗提供借鉴，具有潜在的广泛适用性；最后，该研究将传统中药活性成分与现代分子机制研究相结合，体现了中西医结合的治疗思路。

研究人员也指出了研究的局限性，包括缺乏体内动物实验数据、具体信号机制尚未完全阐明以及联合治疗的临床转化面临挑战等。未来研究需要进一步探索DHF与ATO协同作用的具体信号通路，开展体内实验验证，并优化联合给药方案，为临床转化奠定基础。

这项由Peng-zhou Hang和Jing Zhao团队完成的研究，不仅为肝细胞癌的治疗提供了新的思路，也为线粒体靶向的癌症治疗策略提供了重要科学依据，具有重要的理论意义和临床转化价值。