硫代葡萄糖苷（Sulforaphane）能够促进多柔比星（doxorubicin）诱导的衰老上皮细胞和乳腺癌细胞的清除，并在体外激活基于AhR/CYP1A1的适应性应答机制
《Chemico-Biological Interactions》：Sulforaphane promotes the removal of doxorubicin-induced senescent epithelial and breast cancer cells and activates AhR/CYP1A1-based adaptive response
in vitro
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本研究首次评估硫萝卜素（SFN）对药物诱导的衰老正常和乳腺癌细胞的作用。结果显示，5 μM SFN通过激活NRF2通路、抑制NFκB通路及促进凋亡信号和表观遗传变化，在增殖期乳腺癌细胞中诱导氧化应激和凋亡，而在衰老细胞中同样有效，激活AhR/CYP1A1通路并上调HSP90。结论指出SFN具有抗衰老潜力，可能成为治疗凋亡抵抗化疗诱导衰老细胞的新策略。
Katarzyna Solarska-?ciuk | Ravikumar Kapavarapu | Zuzanna Poliszak | Maciej Wnuk | Anna Lewińska
波兰热舒夫大学生物技术系，Pigonia 1，35-310 热舒夫
摘要
硫代葡萄糖苷（SFN）是一种源自十字花科蔬菜的异硫氰酸酯，具有抗氧化、抗炎和抗癌特性，其作用机制包括激活NRF2通路、抑制NFκB通路、促进细胞凋亡信号以及引起表观遗传变化。然而，基于SFN对抗药物诱导的衰老细胞的作用尚未得到研究。在本研究中，我们使用了三种具有不同受体状态的乳腺癌细胞系（三阴性BT-549和HCC38以及ER阳性、HER2阳性的MDA-MB-361）以及正常的上皮细胞MCF-10F，分别在不同增殖状态（包括增殖期和多柔比星诱导的衰老状态）下进行5 μM SFN处理。与正常细胞相比，BT-549增殖细胞对SFN的敏感性更高，且这种敏感性伴随着氧化应激引发的细胞凋亡。相反，SFN对药物诱导的衰老正常细胞和乳腺癌细胞均表现出相似的活性，导致非增殖细胞的凋亡。此外，SFN还激活了芳烃受体（AhR）/细胞色素P450 1A1（CYP1A1）通路并上调了热休克蛋白90（HSP90），表明其能刺激细胞适应性反应。计算机模拟分析还预测了SFN与参与药物代谢和细胞死亡的蛋白质之间的相互作用，这值得进一步研究。我们推测SFN可能具有抗衰老治疗潜力，尤其是针对对化疗耐药的衰老正常细胞和乳腺癌细胞。
引言
乳腺癌是全球最常见的恶性肿瘤之一，其治疗靶点已被广泛研究并得到充分了解，为精准药物开发提供了基础[1][2]。然而，由于适应性机制的存在，传统和/或靶向治疗方法仍存在药物疗效有限的问题[1]。例如，治疗诱导的衰老（TIS）是乳腺癌化疗或免疫治疗中的一个限制因素[1]。
药物诱导的衰老癌细胞及其周围的正常细胞会通过产生促炎因子（称为衰老相关分泌表型，SASP）来调节肿瘤微环境，从而促进癌细胞增殖、迁移和侵袭性，进而推动肿瘤进展[3][4]。此外，TIS可能导致对药物敏感性降低的衰老细胞积累，这些细胞会激活SASP介导的二次衰老程序，并在局部受影响组织中加剧促炎反应[3][4]。因此，已经设计并测试了许多检测和杀死药物诱导的衰老细胞的方法，作为抗衰老和抗癌策略[4][5][6]。例如，提出了一种“双管齐下”的序贯治疗方案：首先使用促衰老药物诱导癌细胞衰老，然后使用清除衰老细胞的药物进行精确杀伤[4][5]。目前已报道了几类具有抗衰老作用的药物，包括B细胞淋巴瘤2（Bcl-2）家族抑制剂、热休克蛋白90（HSP90）抑制剂、针对p53通路的药物、心脏糖苷以及植物化合物及其衍生物（如槲皮素、非瑟酮和姜黄素），这些化合物具有多靶点活性（例如干扰磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/Akt激酶、核因子红系2相关因子2（NRF2）和核因子κ-light-chain增强子（NFκB）通路）[6]。此外，某些天然产物（如芹菜素、山柰酚和染料木黄酮）可以抑制SASP因子的产生，调节衰老细胞的免疫反应，并具有抗衰老作用[6]。
硫代葡萄糖苷（SFN）是一种含有4-(甲基硫酰)丁基基团的异硫氰酸酯，常见于西兰花芽、布鲁塞尔芽菜和花椰菜等十字花科蔬菜中。由于其广泛的生物学活性，如NFκB相关的抗炎作用、NRF2介导的抗氧化作用以及基于多条信号通路抑制癌细胞生长和进展的抗癌效果，SFN被认为是一种潜在的癌症预防和治疗剂[7][8]。SFN还能提高某些抗癌药物的效果并减轻其副作用，有望作为膳食补充剂或联合治疗的一部分用于肿瘤患者[7][8]。然而，关于SFN抗衰老作用的数据仍然有限[9][10]。研究表明，SFN通过激活NRF2通路及相关抗氧化反应，对肥胖中年雌性大鼠具有心脏保护和神经保护作用，并能预防认知障碍和神经炎症[9][10]。不过，SFN的抗衰老潜力尚未得到充分研究。
本研究探讨了SFN对不同受体状态的增殖期乳腺癌细胞（三阴性BT-549和HCC38、ER阳性HER2阳性的MDA-MB-361）以及正常上皮细胞MCF-10F的影响。发现增殖期的乳腺癌细胞对SFN的敏感性更高，同时伴有氧化应激；而SFN对药物诱导的衰老正常细胞和乳腺癌细胞均表现出清除作用。此外，还研究了SFN介导的适应性反应中芳烃受体（AhR）/细胞色素P450 1A1（CYP1A1）通路的作用。
细胞系和培养条件
本研究使用了三种乳腺癌细胞系：两种三阴性乳腺癌（TNBC）细胞系BT-549（HTB-122?）和HCC38（CRL-2314?），以及ER阳性、HER2阳性的MDA-MB-361细胞（HTB-27?）（ATCC，美国弗吉尼亚州马纳萨斯）。正常细胞为非肿瘤性的乳腺上皮细胞MCF-10F（CRL-10318，ATCC，美国弗吉尼亚州马纳萨斯）。TNBC细胞在Roswell Park Memorial Institute（RPMI）1640培养基中培养，而MDA-MB-361细胞则在Dulbecco改良培养基中培养。
硫代葡萄糖苷诱导的增殖期乳腺癌细胞凋亡和氧化应激
我们首先使用MTT试验评估了SFN对三种乳腺癌细胞系（TNBC BT-549和HCC38以及ER阳性、HER2阳性的MDA-MB-361细胞）及相应的非肿瘤性乳腺上皮细胞（MCF-10F细胞）的影响，测试了0.1、1、5和10 μM浓度的SFN作用24小时（图1A）。5 μM SFN未影响MCF-10F正常细胞的代谢活性，但在相同处理条件下，
结论
本研究首次探讨了SFN在药物诱导的衰老正常细胞和乳腺癌细胞中的抗衰老作用。与SFN对增殖期TNBC BT-549细胞的选择性抗氧化作用不同，多柔比星诱导的衰老正常细胞和乳腺癌细胞对SFN处理同样敏感，表现为SFN诱导的凋亡标志物升高，表明SFN具有抗衰老作用。
作者贡献声明
Ravikumar Kapavarapu：撰写、审稿与编辑、数据可视化、验证、实验设计。Katarzyna Solarska-?ciuk：撰写、审稿与编辑、数据可视化、验证、实验设计、概念化。Anna Lewińska：撰写初稿、数据可视化、验证、实验设计、形式分析、概念构建。Maciej Wnuk：撰写、审稿与编辑、项目管理、实验设计、资金获取、形式分析。Zuzanna Poliszak：实验设计数据获取
本研究的数据可向通讯作者索取，也可在补充材料中找到。
利益冲突声明
作者声明以下可能构成潜在利益冲突的财务关系/个人关系：Maciej Wnuk表示获得了波兰国家科学中心的资金支持。其他作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务关系或个人关系。
致谢
本研究得到了波兰国家科学中心（NCN）的资助（项目编号OPUS 2021/43/B/NZ7/02129，资助对象为M.W.）。
