SIRT3通过FoxO3a/BNIP3介导的线粒体自噬增强结直肠癌细胞对5-氟尿嘧啶化疗敏感性的机制研究

摘要

目的 探讨沉默信息调节因子3（Sirtuin 3,SIRT3）在结直肠癌细胞5-氟尿嘧啶（5-FU）耐药中的作用，并阐明其是否通过调控叉头框蛋白O3a（Forkhead box O3a,FoxO3a）/Bcl-2相互作用蛋白3（BCL2 interacting protein 3,BNIP3）介导的线粒体自噬来增强肿瘤细胞对5-FU的敏感性。方法 建立5-FU耐药CRC细胞系；构建SIRT3稳定过表达细胞系；CCK-8检测IC₅₀值；流式检测细胞凋亡；Western Blot检测SIRT3、FoxO3a、BNIP3及线粒体自噬相关蛋白微管相关蛋白1轻链3（microtubule-associated protein 1 light chain 3,LC3）、死骨片1（sequestosome 1,p62）、PTEN诱导假定激酶1（PTEN-induced putative kinase 1,PINK1）、Parkin RBR E3泛素蛋白连接酶（Parkin RBR E3 ubiquitin-protein ligase,Parkin）；免疫荧光观察线粒体与自噬体共定位；Western Blot检测SIRT3、FoxO3a、BNIP3及线粒体自噬相关蛋白微管相关蛋白1轻链3（microtubule-associated protein 1 light chain 3,LC3）、死骨片1（sequestosome 1,p62）、PTEN诱导假定激酶1（PTEN-induced putative kinase 1,PINK1）、Parkin RBR E3泛素蛋白连接酶（Parkin RBR E3 ubiquitin-protein ligase,Parkin）以及FoxO3a乙酰化水平；构建裸鼠皮下异种移植瘤模型，评估SIRT3过表达体内抗肿瘤效果。结果 5-FU耐药CRC细胞中SIRT3、FoxO3a及BNIP3蛋白表达显著下调（P<0.05），线粒体与自噬体共定位减少，线粒体自噬水平受抑制。过表达SIRT3后，5-FU耐药细胞IC₅₀值显著降低，凋亡率升高（P<0.01）,LC3-Ⅱ/Ⅰ比值升高，p62表达下降，PINK1和Parkin表达上调（P<0.05），降低FoxO3a乙酰化水平，上调BNIP3表达。SIRT3过表达联合5-FU组可显著抑制肿瘤生长（P<0.01），且肿瘤组织中自噬相关蛋白表达变化与体外一致，自噬小体增加。结论 SIRT3通过去乙酰化激活FoxO3a/BNIP3通路诱导线粒体自噬，逆转CRC 5-FU耐药，联合治疗具协同抗瘤作用。

关键词

结直肠癌 / SIRT3 / 5-氟尿嘧啶 / 化学耐药性 / 线粒体自噬 / FoxO3a / BNIP3