Cannabidiol通过协调凋亡和自噬之间的相互作用诱导乳腺癌细胞程序性死亡

大麻酚（Cannabidiol，大麻素）是大麻的主要非精神活性成分，其体内外抗肿瘤活性被认为是一种抗肿瘤药物。然而，大麻素介导这种活性的确切分子机制尚待阐明。研究证明了大麻素诱导的乳腺癌细胞的细胞死亡，独立于大麻素和缬氨酸受体的激活。电镜观察显示细胞形态与自噬和凋亡共存相一致。Western blot分析证实了这些发现。大麻素诱导内质网应激，随后通过降低磷酸化mTOR和4EBP1以及cyclind1的水平来抑制AKT和mTOR信号。进一步分析自噬和凋亡信号通路之间的相互作用，美国贝思以色列女执事医疗中心实验医学科的研究人员发现beclin1在大麻素介导的MDA-MB-231乳腺癌细胞凋亡的诱导中起中心作用。虽然大麻素增强了beclin1和Vps34之间的相互作用，但它抑制了beclin1和Bcl-2之间的联系。他们发现大麻素降低线粒体膜电位，触发BID向线粒体的移位，细胞色素c向胞浆的释放，最终激活乳腺癌细胞内固有的凋亡途径。大麻素增加了活性氧（ROS）的产生，ROS抑制阻断了细胞凋亡和自噬的诱导。他们的研究揭示了大麻素治疗的乳腺癌细胞凋亡和自噬之间复杂的相互作用，并强调了继续研究大麻素作为抗肿瘤药物的潜在用途的价值。

乳腺癌传统的治疗方法往往受到毒性或获得性耐药性的限制，需要新的药物。他们分析了大麻成分cannabidiol（大麻素）的作用，cannabidiol是一种在乳腺癌细胞系中具有活性的有效天然化合物，并阐明了其对关键肿瘤途径的作用。

大麻素属于大麻素家族，是一组与特定G蛋白偶联受体结合的药理活性化合物。植物大麻素是从大麻中提取的植物制品；内源性大麻素是在动物和人体组织中制造的；合成大麻素是实验室生产的。G蛋白偶联受体CB1主要存在于大脑和神经系统，而CB2主要由免疫细胞表达。研究数据表明，一些大麻素也通过vallinoid受体发出信号，而另一些大麻素可能以受体独立的方式发挥作用。大麻素可以调节癌症生长和扩散的信号通路。它们抑制细胞周期进程和趋化性，并阻断血管生成。最近的研究表明大麻素也能诱导自噬细胞死亡。Δ9-四氢大麻素（四氢大麻酚）是大麻素类化合物中最具特征性的一种，但其精神活性限制了其治疗应用。

虽然大麻素据报道对多种肿瘤有效，但其作用的分子机制尚未完全阐明。大麻素对胶质瘤具有细胞毒性，并在体外抑制肿瘤细胞迁移。此外，大麻素通过激活经典的caspase途径，增强NOX4和p22（PHOX）功能，诱导人白血病细胞系凋亡。有研究报道，大麻素抑制乳腺癌的生长，并下调ID1，乳腺癌细胞系转移的调节因子。此外，大麻素与四氢大麻酚联合诱导胶质瘤细胞的程序性细胞死亡。

程序性细胞死亡是一种对发育和组织内环境稳定至关重要的细胞自杀程序，可以根据死亡细胞的形态进行分类。凋亡是一种Ⅰ型程序性细胞死亡，涉及caspase活化、磷酸三酰丝氨酸转化和DNA断裂。自噬，一个传统上被认为是生存机制的过程，也被认为是程序性细胞死亡的一种模式，当过量的从头合成，双膜封闭的小泡吞噬和降解细胞成分时。凋亡和自噬死亡之间的关系存在争议。它们可能相互合作、共存或对抗，以平衡死亡与生存信号。他们发现大麻素诱导乳腺癌细胞凋亡和自噬，并进一步评价了大麻素对乳腺癌细胞系中这两种程序性细胞死亡之间复杂相互作用的影响。更精确地描述大麻素杀死乳腺癌细胞的方式将有助于确定大麻素作为癌症治疗药物的最佳应用。

他们试图通过研究具有有效抗癌特性的天然产物来鉴定新的药物治疗对现有疗法产生耐药性的乳腺癌。他们的研究集中在大麻素大麻素上，它在体外诱导人脑胶质瘤、白血病和乳腺癌细胞的细胞毒性，并抑制乳腺癌细胞的转移。他们探讨了大麻素诱导乳腺癌细胞系程序性细胞死亡的分子机制，并研究了大麻素诱导细胞凋亡、自噬和ROS生成之间的复杂关系。

研究发现大麻素抑制雌激素受体阳性和雌激素受体阴性乳腺癌细胞株的存活，并以浓度依赖的方式诱导细胞凋亡。此外，在这些浓度下，大麻素对MCF-10A细胞、非肿瘤性乳腺细胞几乎没有影响。这些数据增强了大麻素作为抗癌剂的可取性，因为它们表明大麻素优先杀死乳腺癌细胞，同时尽量减少对正常乳腺组织的损害。

许多大麻素通过与CB1、CB2或vallinoid受体结合来介导其作用；然而，他们的结果表明，大麻素诱导程序性细胞死亡独立于这些受体。这是一个很有前途的研究领域，因为通过鉴定大麻素介导其抗癌作用的受体，可以更好地指导具有类似大麻素作用机制的新药的设计。

在这项研究中，他们发现大麻素诱导乳腺癌细胞凋亡和自噬诱导的死亡。细胞凋亡引起的程序性细胞死亡已经有了很好的记录，而自噬介导的细胞死亡是一个相对较新的发现，关于阻碍自噬走向自我保护或自我毁灭的因素还有很多需要了解的。最近的研究支持越来越多的证据表明内质网应激可以触发自噬细胞死亡。他们观察到大麻素处理后2小时内MDA-MB-231细胞内质网应激的诱导，随后LC3-II的积累，从而得出结论：大麻素诱导的乳腺癌细胞自噬并不能维持体内平衡。相反，在这种情况下，自噬是细胞破坏性的，并导致程序性细胞死亡。

研究表明，AKT/mTOR通路可抑制自噬，内质网应激可阻断该通路，在此基础上，他们研究了大麻素对AKT/mTOR信号的影响，该信号在许多肿瘤中失调。他们发现大麻素降低了乳腺癌细胞中AKT、mTOR和4EBP1的磷酸化，降低了cyclind1的水平。此外，在抑制AKT/mTOR信号的同时，大麻素分别升高了诱导凋亡和自噬的标志物PARP和LC3-II水平，提示大麻素可能通过抑制AKT/mTOR信号诱导乳腺癌细胞程序性细胞死亡。

细胞凋亡可以通过内源性途径（由线粒体介导）或细胞表面死亡受体的信号传导（外源性途径；参考文献）。大麻素诱导了caspase-8的活化，t-BID的产生和转移到线粒体，细胞色素c和SMAC释放到胞浆中，Fas-L水平增加。这些数据支持他们的假设，即大麻素通过线粒体介导的凋亡诱导程序性细胞死亡；然而，大麻素似乎通过内部（t-BID易位）和外部刺激（Fas-L，死亡受体结合）启动这种形式的程序性细胞死亡。

研究表明，ROS在大麻素诱导的胶质瘤和Jurkat细胞死亡中起着重要作用。与这些研究一致，大麻素增强了乳腺癌细胞中ROS的生成。当用TOC限制ROS水平时，大麻素诱导的凋亡和自噬蛋白标志物表达降低，凋亡水平降低，提示ROS在大麻素诱导的乳腺癌细胞程序性细胞死亡中起关键作用。

通过特异性caspase和自噬抑制剂阻断程序性细胞死亡的每一种形式，探讨了大麻素诱导的细胞凋亡与自噬细胞死亡之间的关系。Caspase抑制可降低大麻素诱导的乳腺癌细胞凋亡和蛋白标志物的表达水平，而抑制自噬可提高大麻素诱导的乳腺癌细胞凋亡和蛋白标志物的表达水平。这些数据表明，阻断大麻素诱导的自噬可能作为程序性细胞死亡的替代手段影响细胞凋亡的代偿性增加。他们推测大麻素可能通过beclin-1介导细胞凋亡与自噬的比值。Beclin-1与Bcl-2形成蛋白复合物时可阻断自噬。然而，如果beclin-1被切割，这个复合物就会解离并诱导自噬。此外，这种裂解产物转移到线粒体并通过促进细胞色素c的释放而诱导细胞凋亡。他们观察到大麻素诱导的beclin-1向线粒体的易位，这表明大麻素影响乳腺癌细胞自噬和凋亡之间平衡的一个潜在机制是通过诱导beclin-1的分裂和易位。

大麻素是一种植物源性大麻素，通过诱导内质网应激、抑制mTOR信号、增强ROS生成以及介导MDA-MB-231乳腺癌细胞自噬和线粒体介导的凋亡之间的复杂平衡，优先杀死乳腺癌细胞。这些发现支持了大麻素作为乳腺癌治疗替代药物的继续探索。