24-羟基胆固醇可抑制人类胶质母细胞瘤细胞系中由类固醇5α-还原酶催化的转化过程：这揭示了大脑胆固醇稳态与雄激素代谢之间的新关联

《Neurochemistry International》：24-Hydroxycholesterol suppresses steroid 5α-reductase-catalyzed conversion in human glioblastoma cell lines: a novel link between brain cholesterol homeostasis and androgen metabolism

胶质母细胞瘤中雄激素代谢受24-羟基胆固醇抑制，其效果与5α-还原酶抑制剂相似，且在多种细胞系中验证。

　　

Kjell Wikvall | Frida Olsson | Erik W?hlén | Ananya Roy | S.J. Kumari A. Ubhayasekera | Jonas Bergquist | Maria Norlin

瑞典乌普萨拉大学药学生物科学系

摘要

胶质母细胞瘤是成人中最具侵袭性的原发性脑肿瘤。据报道，雄激素会影响胶质母细胞瘤的发展。二氢睾酮（DHT）是由睾酮在5α-还原酶的作用下形成的，是最强的促生长雄激素代谢物。

24-羟基胆固醇是大脑中的另一种类固醇，对脑胆固醇稳态至关重要，并被认为可能影响胶质母细胞瘤细胞。然而，此前尚未有研究表明24-羟基胆固醇与雄激素代谢之间存在关联。本研究报道，人类T98G胶质母细胞瘤细胞能够将睾酮代谢为DHT、3α-雄甾二醇和雄烯二酮。5α-还原酶途径将睾酮转化为DHT，进一步转化为3α-雄甾二醇；17β-羟基类固醇脱氢酶途径则将睾酮转化为雄烯二酮。实验结果表明，5α-还原酶途径是该细胞系中睾酮代谢的主要途径。24-羟基胆固醇显著抑制了睾酮向DHT和3α-雄甾二醇的转化，其抑制效果与合成5α-还原酶抑制剂非那雄胺相当。抑制DHT的生成会导致雄烯二酮的代谢增加。LXR激动剂T0901317也表现出与24-羟基胆固醇相似的抑制效果。此外，24-羟基胆固醇还能抑制患者来源的原发性胶质母细胞瘤细胞系U3009和U3013中的DHT生成，这表明24-羟基胆固醇与雄激素代谢之间的关联并非T98G细胞所特有。在人类神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞中也观察到了类似的抑制作用。

总之，本研究提供了关于胶质母细胞瘤细胞中雄激素代谢的信息，并揭示了胆固醇稳态与促生长雄激素之间的新联系，这一联系可能也适用于其他类型的细胞。

引言

内源性类固醇在大脑中扮演着多种角色[1][2][3]。例如，雄激素和雌激素不仅参与生殖功能的发育和控制，还可能影响神经发生、免疫功能以及神经元和胶质细胞的存活[4][5][6][7]。许多类固醇可以在大脑内合成，但具有神经活性的类固醇也会通过血脑屏障运输到大脑。然而，类固醇在中枢神经系统（CNS）中的作用机制在很多情况下仍不清楚或研究不足。

CNS中类固醇激素水平的改变与多种功能障碍有关[3][8][9][10][11]。因此，参与类固醇（包括雄激素）代谢和信号传导的蛋白质被认为是治疗相关疾病的潜在靶点。例如，多发性硬化症、阿尔茨海默病和胶质母细胞瘤的发病机制都与雄激素信号传导有关[2][12][13]。

胶质母细胞瘤是最常见的脑部恶性肿瘤[14]。这种侵袭性强、生长迅速且目前无法治愈的脑肿瘤约占原发性脑肿瘤的50%。因此，影响胶质母细胞瘤细胞生长和存活的因素备受关注，并已在多项研究中得到探讨[14][15][16][17][18][19]。

据报道，许多胶质母细胞瘤样本中表达雄激素受体（AR），高水平的雄激素受体与肿瘤恶性程度增加相关[13]。此外，胶质母细胞瘤患者中较高的雄激素受体活性通常预示着较差的预后[21]。在脑外的许多组织中，睾酮、二氢睾酮（DHT）等雄激素的促增殖作用已被广泛研究[19][22][23]。尽管如此，雄激素信号传导在胶质母细胞瘤中的具体作用仍不明确。

另一种在脑中起重要作用的类固醇是24-羟基胆固醇。这种胆固醇衍生物由CYP46A1酶在大脑中由胆固醇生成，对脑胆固醇稳态和清除至关重要，因为它能够轻易穿过血脑屏障，而胆固醇本身则无法穿过[24][25]。此外，24-羟基胆固醇还能通过多种方式作用于CNS细胞，影响细胞存活、神经传递和β-淀粉样蛋白的产生[9][26][27][28]。

在胶质母细胞瘤以及其他多种恶性肿瘤中，胆固醇稳态的紊乱与癌症发生有关。胶质母细胞瘤细胞中的胆固醇合成功能异常，一些研究表明它们可能需要外部胆固醇才能存活[29]。为了减少肿瘤对胆固醇的利用，抑制胆固醇合成和/或摄取被视为一项治疗策略[28][30]。

本研究探讨了人类胶质母细胞瘤细胞系中的雄激素代谢。在这些研究中，我们发现了24-羟基胆固醇与对雄激素作用至关重要的代谢活动之间的惊人关联。

T98G、U251和SH-SY5Y细胞系的培养

T98G胶质母细胞瘤细胞中睾酮的代谢

我们分析了T98G胶质母细胞瘤细胞中睾酮的代谢产物。图1展示了涉及雄激素的代谢途径中可能的类固醇代谢物概览。实验结果显示，睾酮在这些细胞中高效地转化为多种代谢物。通过放射色谱法（radio-TLC）分析，主要代谢物为DHT、雄烯二酮和3α-雄甾二醇。此外，还检测到少量其他代谢物。

讨论

多项研究表明，类固醇激素（包括雄激素）可能影响胶质母细胞瘤等肿瘤的发育[8][13][23][36]。因此，针对性激素相关受体和/或酶可能是治疗胶质母细胞瘤的潜在方法。与其它恶性脑肿瘤类似，胶质母细胞瘤在男性中的发病率更高，而女性的生存时间更长[13]。雄激素在大脑中的作用尚不明确。

作者贡献声明

Kjell Wikvall：撰写、审稿与编辑、数据分析、概念构建。 Frida Olsson：数据分析、审稿与编辑、初稿撰写、方法学设计、数据分析。 S.J. Kumari A. Ubhayasekera：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、方法学设计、数据分析。 Jonas Bergquist：撰写、审稿与编辑、方法学设计。 Erik W?hlén：数据分析。 Ananya Roy：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、方法学设计、数据分析。 Maria Norlin：撰写、审稿与编辑、初稿撰写。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据获取

本研究的数据可获取于：https://doi.org/10.5281/zenodo.17669203

利益冲突声明

作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。