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雷公藤红素(Celastrol)主要存在于卫矛科雷公藤和南蛇藤属植物中,是一个具有多种生物活性的天然产物,除具有显著的抗炎、免疫抑制作用外,其抗肿瘤作用已成为药物研究的热点。实验证实,雷公藤红素对多种恶性肿瘤,如乳腺癌、结肠癌、卵巢癌、白血病等都具有明确的杀伤和抑制作用。雷公藤红素抑制肿瘤的分子机制可能涉及了抑制热休克蛋白90(Hsp90)功能,抑制蛋白酶体活性、阻断NF-κB信号通路、诱导活性氧等。同时,雷公藤红素联合其他肿瘤治疗手段如化疗、放疗等具有高效低毒的优点,在临床上具有广阔的应用前景。肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis f act or,TNF-α)是一种具有多种生物学活性的细胞因子。TNF-α通过与靶细胞膜上肿瘤坏死因子受体(TNFR)结合,实现其细胞毒性、抗病毒、免疫调节等生物学功能。①TNF-α三聚体与靶细胞膜上TNFR1的胞外区结合,可招募TRADD,形成TNFR1/TRADD复合体结构,随后募集TRAF2,R1P1,cl AP1/2等蛋白形成蛋白复合体I结构,该复合体能够可通过活化下游IKK蛋白激酶,从而激活NF-κB信号通路。②在细胞凋亡刺激的诱导下,TRADD蛋白又可以通过其死亡结构域募集FADD蛋白,FADD蛋白可以激活Caspase-8,继而激活Oaspase-3,通过级联放大效应,引起DNA断裂和细胞凋亡形态学改变,诱发经典的Oaspase依赖性细胞凋亡。③活化的Oaspase-8蛋白也可以剪切日d蛋白,剪切型的日d(t-日d)蛋白可降低线粒体的膜通透性,使之释放细胞色素c等凋亡诱导因子,活化Oaspase-9,后者也可以活化Oaspase-3。从而实现外源性凋亡信号通路和内源性凋亡信号通路“交互对话”(crosstalk)。Oaspase-3的活化可以导致凋亡标志性蛋白-PARP蛋白剪切形成89kd的蛋白片段。抗凋亡蛋白,特别是Bcl-2家族蛋白,如Bcl-2、Bcl-xL通过维持线粒体膜通透性的完整性来抑制细胞凋亡的发生。降低它们的蛋白水平能够促进细胞凋亡的发生。实验研究证明,单用雷公藤红素对肿瘤细胞具有杀伤和抑制作用。另外,低剂量的雷公藤红素与其它治疗方案联用也能够增强抗肿瘤的治疗效果。例如,在骨髓瘤细胞内,雷公藤红素能够增强沙利度胺(thali domide)和硼替佐米(Bortezomib)的杀伤效果。同时研究还发现,雷公藤红素还能够通过抑制NF-κB信号通路增强TNF-α对肺癌细胞的杀伤效果,但其作用机制以及雷公藤红素对TNF-α介导的其他信号通路的作用还需进一步研究。本研究中,我们选择了三种人前列腺癌细胞系作为研究对象,探讨了雷公藤素红素联合TNF-α的杀伤效果及其分子机制。我们首先比较了雷公藤红素和TNF-α的细胞毒性,结果发现三种细胞(LNCaP、PC-3and DU145)均对雷公藤红素或TNF-α相对耐受。实验中,我们发现雷公藤红素联合TNF-α处理细胞后,细胞生存率显著降低。Westernblotting检测Caspases、PAPP蛋白表达的变化以及广谱型Caspases抑制剂(zVAD-fmk)对细胞杀伤效应的阻断作用等实验证实雷公藤红素和TNF-α联用可诱导细胞发生典型Caspase依赖的细胞凋亡。在探索雷公藤红素联合TNF-α诱导肿瘤细胞凋亡的分子机制中,我们又对相关信号通路进行了检测,包括JNK信号通路、p38信号通路和NF-κB信号通路。结果显示,①雷公藤红素联合TNF-α能够增强JNK蛋白的活化水平。加入JNK信号通路特异性抑制剂SP600125后能抑制雷公藤红素联合TNF-α介导的细胞凋亡,提示JNK信号通路的活化增强了肿瘤细胞的凋亡。②加入p38信号通路特异性抑制剂SB后,能够增强雷公藤红素联合TNF-α介导的细胞凋亡。③雷公藤红素能抑制TNF-α介导的NF-κB信号通路的活性。④抗凋亡蛋白(FLIP、Bcl-2和Bcl-xL)的表达水平在雷公藤红素联合TNF-α组均被明显下调。⑤此外,雷公藤红素联合TNF-α还能促进活性氧的产生和线粒体膜电位的降低。综上所述,我们的研究发现雷公藤红素能增强TNF-α对前列腺癌细胞的敏感性并通过活化Caspases蛋白诱导前列腺癌细胞凋亡。雷公藤红素增强TNF-α诱导前列腺癌细胞凋亡的主要机制包括活化JNK信号通路,抑制p38和NF-κB信号通路,下调抗凋亡蛋白(FLIP、Bcl-2和Bcl-xL)的表达、导致线粒体损伤等促进肿瘤细胞凋亡的发生。