植化素引發之細胞自噬及新穎鐵依賴型細胞死亡在癌症治療的角色

Garcinielliptone FC（GFC）及formosanin C（FC）是分別分離自福木果皮及臺灣蚤休的純化物。 本研究分析微陣列資料，發現GFC可調控細胞自噬相關基因的表現，實驗藉由流式細胞儀、共軛焦顯微鏡、及電子顯微鏡，發現GFC可引發人類大腸癌HT-29細胞酸性囊泡的形成、LC3-II蛋白的聚集、及雙層膜自噬體的產生，證實GFC可引發HT-29細胞產生細胞自噬。使用細胞自噬抑制劑（3-methyladenine及shRNA Atg5）及細胞凋亡抑制劑（Z-VAD）進一步發現，GFC引發之細胞自噬為細胞毒殺形式，且GFC引發之細胞凋亡可促進細胞自噬的進行。在人類乳房癌具抗藥性MCF-7及高度轉移能力MDA-MB-231細胞，發現鐵依賴型細胞死亡抑制劑（ferrostatin-1）及鐵螯合劑（deferoxamine）明顯降低FC引發之MCF-7及MDA-MB-231細胞的生長抑制，添加鐵進一步增加FC引發之生長抑制。流式細胞儀分析發現FC增加細胞總及脂質活性氧物質與細胞內游離鐵池，FC也降低具抗氧化能力之glutathione、glutathione peroxidase 4、Nrf2、Keap1、及Xc-表現。細胞自噬蛋白LC3-II表現增加顯示FC也會引發細胞自噬，電子顯微鏡分析也發現FC導致粒線體形狀改變，也引發儲鐵蛋白ferritin及細胞自噬接受器NCOA4位移至相近處。FC與臨床抗癌用藥cisplatin合併使用可具協同性地增加生長抑制率，且可明顯被鐵依賴型細胞死亡抑制劑ferrostatin-1逆轉。在肝癌細胞，藉由西方墨點法及螢光顯微鏡實驗，發現細胞自噬抑制劑（bafilomycin A1）可增加FC引發之LC3-II表現的累積及LC3-II黃色蛋白在轉殖ptfLC3的細胞內聚集，顯示FC可引發細胞自噬流（autophagic flux）。此現象與FC引發之鐵依賴型細胞死亡同樣在高表現NCOA4及低表現FTH1的HepG2細胞較為明顯。基因資料庫CTRP及PRISM分析也指出FTH1表現量與鐵依賴型細胞死亡刺激劑導致之細胞死亡敏感性呈現負相關，兩者結果不謀而合。共軛焦顯微鏡及電子顯微鏡分析進一步證實，FC引發之鐵蛋白自噬（ferritinophagy）藉由NCOA4，增加FC引發之鐵依賴型細胞死亡。這些結果顯示細胞自噬及細胞凋亡參與GFC引發人類大腸直腸癌細胞之抗癌機轉；FC可引發人類乳房癌細胞之鐵依賴型細胞死亡及鐵蛋白自噬，並增加化療敏感性；且FC在高表現NCOA4的肝癌細胞可以更有效藉由鐵蛋白自噬引發鐵依賴型細胞死亡。