Resveratrol induziert Autophagie und Apoptose in nicht-kleinzelligen Lungenkrebszellen durch Aktivierung des NGFR-AMPK-mTOR-Signalwegs
Autoren: Jiaqiao Li, Yameng Fan, Yan Zhang, Yamei Liu, Yan Yu, Mao Ma
Zusammenfassung:
Resveratrol (RSV) wurde berichtet, dass es Autophagie und Apoptose in nicht-kleinzelligen Lungenkrebszellen der A549-Zelllinie induziert. Der Nervenwachstumsfaktor-Rezeptor (NGFR) reguliert Autophagie und Apoptose in vielen anderen Zellen. Allerdings ist die Wirkung von NGFR auf die durch RSV induzierte Autophagie und Apoptose in A549-Zellen noch unklar. In dieser Studie haben wir festgestellt, dass RSV die Zellüberlebensrate in zeit- und konzentrationsabhängiger Weise reduziert und dabei Autophagie und Apoptose aktiviert. Letale Autophagie wurde durch RSV in Konzentrationen über 55 μM ausgelöst. Das Verhältnis zwischen Autophagie und Apoptose hing vom Typ der Autophagie ab. Speziell wurde eine gegenseitige Förderung zwischen Apoptose und letaler Autophagie beobachtet. Umgekehrt unterstützte zytoprotektive Autophagie die Apoptose, wurde aber nicht von der Apoptose beeinflusst. RSV erhöhte die NGFR durch eine Steigerung der mRNA-Expression und eine Verlängerung der Lebensdauer von NGFR-mRNA und -Proteinen. RSV wirkte den verstärkten Autophagie- und Apoptoseeffekten entgegen, die durch die Knockdown von NGFR verursacht wurden. Als nachgeschalteter Signalweg von NGFR spielte AMPK-mTOR eine positive Rolle bei der RSV-induzierten Autophagie und Apoptose. Insgesamt werden die durch RSV induzierte Autophagie und Apoptose in A549-Zellen über den NGFR-AMPK-mTOR-Signalweg reguliert.
Schlüsselwörter: A549-Zelllinie, NGFR-AMPK-mTOR-Signalweg, Apoptose, Autophagie, nicht-kleinzelliger Lungenkrebs, Resveratrol.
Autophagie ist ein hochkonservierter zellulärer Prozess, der als Mechanismus zur Aufrechterhaltung der zellulären Homöostase dient. Der Begriff “Autophagie” leitet sich aus dem Griechischen ab und bedeutet wörtlich “Selbstverzehr”. Es handelt sich um einen Prozess, bei dem Zellen ihre eigenen Bestandteile, wie beschädigte Organellen, Proteine oder sogar ganze Zellorganismen, abbauen und recyceln.
Der Autophagieprozess beginnt mit der Bildung eines speziellen Doppelmembran-Strukturkomplexes, der als Autophagosom bezeichnet wird. Dieses Autophagosom umschließt das zu recycelnde Material und bildet eine Art “Schutzblase” um es herum. Das Autophagosom verschmilzt dann mit Lysosomen, die mit Enzymen gefüllte Organellen sind, um das abgeschlossene Material abzubauen. Dieser Zusammenstoß zwischen dem Autophagosom und dem Lysosom bildet ein Autophagolysosom. Die Enzyme im Lysosom zersetzen das eingeschlossene Material in seine Bestandteile, wie Aminosäuren oder Fettsäuren, die dann für den Aufbau neuer Zellbestandteile verwendet werden können.
Autophagie ist ein dynamischer Prozess, der ständig in den meisten Zellen stattfindet, um beschädigte oder nicht mehr benötigte Bestandteile zu beseitigen und Energie und Nährstoffe freizusetzen. Es wird auch als Reaktion auf verschiedene Stressbedingungen, wie Nährstoffmangel, oxidative Schäden, Infektionen oder DNA-Schäden, aktiviert. Autophagie trägt zur Erhaltung der zellulären Integrität bei, indem sie den Abbau und die Beseitigung von fehlerhaften oder überschüssigen Zellbestandteilen ermöglicht.
Der genaue Mechanismus der Autophagie ist komplex und umfasst eine Vielzahl von Proteinen und Signalwegen. Ein wichtiger Regulator der Autophagie ist das Protein mTOR (mechanistic target of rapamycin), das als zentrale Schaltstelle für das Wachstum und den Stoffwechsel der Zellen fungiert. Die Aktivierung von mTOR hemmt die Autophagie, während die Hemmung von mTOR die Autophagie induziert. Weitere wichtige Signalwege, die die Autophagie regulieren, umfassen den AMPK (AMP-aktivierte Proteinkinase)-Weg, der eine zentrale Rolle bei der Energiehomöostase spielt, und den PI3K (Phosphatidylinositol-3-Kinase)-AKT (Protein Kinase B)-Weg, der an der Zellproliferation und dem Überleben beteiligt ist.
Autophagie spielt eine entscheidende Rolle bei verschiedenen physiologischen Prozessen, darunter die Entwicklung und Differenzierung von Zellen, die Immunantwort, die Verjüngung von Organellen, den Abbau von beschädigten Proteinen und Organellen sowie die Bekämpfung von Infektionen und die Hemmung der Tumorentwicklung. Störungen in der Autophagie können mit verschiedenen Krankheiten in Verbindung gebracht werden, darunter Krebs, neurodegenerative Erkrankungen, Stoffwechselstörungen und Alterungsprozesse.
Insgesamt ist Autophagie ein äußerst wichtiger zellulärer Prozess, der den Zellen hilft, sich an veränderte Bedingungen anzupassen, Stress abzubauen und ihre Funktionen aufrechtzuerhalten. Die Erforschung der Autophagie hat ein großes Potenzial für die Entwicklung neuer therapeutischer Ansätze zur Behandlung von Krankheiten und zur Förderung der Gesundheit.
