抑制細胞自噬作用可增強雙氫青蒿素在大腸直腸癌中所誘導的細胞毒性作用

大腸直腸癌 (colorectal cancer, CRC)是世界上最常見的癌症類型之一。台灣的發病率和死亡率位居第二和第三位，兩性新生癌症病例和死亡人數的估計數量也在2018年於美國排名第三位。我們在此利用青蒿素衍生物雙氫青蒿素 (Dihydroartemisinin, DHA)研究其是否對大直腸癌細胞具有抑制作用，並透過實驗探討其作用機制。結果表明，使用SRB assay和MTT assay可以發現DHA以濃度依賴性方式抑制細胞增殖和細胞存活率。以DHA處理細胞48小時後，HCT116的GI50和IC50 分別為0.39±0.05 M和2.16±0.09 M 。利用propidium iodide (PI)染色並以流式細胞儀分析HCT116細胞的細胞週期分佈變化，發現DHA處理48小時後增加了SubG1 phase細胞的比例。另外，也經過實驗證明，DHA和pan-capase inhibitor Z-VAD-FMK的合併給予可以減少DHA誘導的PARP、caspase 3、、caspase 9和γH2AX的活化，證實DHA是透過caspase活化誘導細胞凋亡的現象。細胞自噬 (autophagy)具有雙重作用，可以死亡取決於細胞不同的情況造成細胞死亡或促進細胞存活的結果。我們從西方墨點法可以看到DHA促使自噬作用標示蛋白P62和LC-3 II增加及阻斷細胞中自噬體 (autophagosome)與溶酶體 (lysosome)的融合來干擾自噬途徑，暗示著DHA對自噬具有抑制作用。用自噬作用抑制劑3-甲基腺嘌呤 (3-MA)或以ATG5 KD/ ATG5KO抑制自噬作用可增強 DHA所誘導的細胞凋亡現象。此外，我們發現在DHA可在ATG5KD的細胞中更加顯著地提高細胞表面DR5表現量，暗示著自噬作用可透過調節死亡受體誘導的細胞死亡促進生存作用。這些結果顯示抑制自噬可透過DR5的增加更加增強了DHA在細胞中所誘導的細胞毒性，並且這些結果還提供了將DHA視為未來用於治療大腸直腸癌藥物研發的潛在起點的可能性。