原发性恶性脑肿瘤和其他中枢神经系统肿瘤的全球发生率为每100,000例3.4。多形胶质母细胞瘤是最普遍的原发性脑恶性肿瘤，约占所有神经胶质瘤的50％。GBM治疗，包括手术，化疗和放疗后，中位总生存时间为所有胶质母细胞瘤患者是不到3年。因此，有必要探索可以提高胶质母细胞瘤治疗效果的新型化学疗法。肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体是已报道诱导细胞死亡在许多种肿瘤细胞的肿瘤坏死因子超家族的成员，而其施加于正常细胞上几乎没有影响。然而，大部分神经胶质瘤细胞对TRAIL诱导的细胞凋亡或多或少不敏感。相关研究已经观察到，一些癌症治疗剂可以通过上调死亡受体DR4和DR5致敏各种癌细胞对TRAIL诱导的细胞凋亡。当TRAIL与死亡受体结合时，它与细胞内死亡结构域整合并激活细胞质衔接蛋白FAS相关死亡结构域。募集的FADD依次通过其死亡效应子域与PROCASPASE-8相互作用，形成诱导死亡的信号复合物。然后，DISC激活胱天蛋白酶8，其通过激活效应器胱天蛋白酶-3切割PARP通过死亡受体途径诱导凋亡。
　　 雷公藤红素是从中国传统医药，所提取的雷公藤，并具有多种的药理学性质，例如抗炎的，抗氧化和抗肿瘤特性。雷公藤红素具有广谱抗癌活性，包括对恶性胶质瘤活动。但注射CELASTROL会导致小鼠明显体重减轻，表明CELASTROL的毒性对正常细胞和组织构成威胁。因此，迫切需要降低天青素的毒性。此外特定化学物质，其中包括雷公藤红素的组合，用TRAIL可以通过上调DR4和DR5增强TRAIL的抗癌活性。在当前的研究中，试图确定CELASTROL和TRAIL协同治疗作用的分子机制。海外医疗网研究人员的结果表明，在低浓度下，CELASTROL对正常细胞几乎无毒，但在神经胶质瘤细胞中上调DR5表达，增强TRAIL触发的细胞凋亡。
　　 海外医疗网研究人员最初通过CCK-8测定法确定了CELASTROL和TRAIL对不同胶质母细胞瘤细胞系和正常人星形胶质细胞系HEB细胞增殖的抑制作用。在有限的剂量范围内，U87-MG，U251和LN229细胞相对具有TRAIL耐药性，而HEB细胞几乎完全对TRAIL不敏感。CELASTROL以浓度依赖性方式降低了神经胶质瘤细胞系中的细胞活力。在细胞系中，U87-MG细胞系似乎对CELASTROL最敏感。观察在高达1UM的浓度下，CELEASTROL在HEB细胞中诱导的细胞死亡相对较低。将所有神经胶质瘤细胞系暴露于固定浓度的TRAIL和CELASTROL浓度从0到1UM的范围内24小时。由于用0.5UMCELASTROL加100NG/毫升TRAIL处理可显着减少U87-MG细胞的数量，因此在海外医疗网研究人员的研究中，所有这些后续实验均使用了这些CELEASTROL和TRAIL浓度。在相差显微镜下，观察未经处理的U87-MG细胞看起来很健康。与对照组相比，TRAIL-治疗组和组合组表现出更多破碎和分离的细胞。正如用HOECHST33258对细胞核进行染色所揭示的，与TRAIL处理组相比，共处理组明显具有更多的染色质浓缩和碎片化，在TRAIL处理组中，细胞已变成圆形并被均匀染色。此外，TUNEL测定的结果分别与这些HOECHST33258染色的相一致。
　　 为了确定CELASTROL是否与TRAIL通过凋亡诱导细胞死亡相结合，海外医疗网研究人员通过FCM评估了凋亡率和SUB-G1群体。细胞用CELASTROL和TRAIL处理后，进行膜联蛋白V-FITC和碘化丙啶染色以确定细胞凋亡率。如预期的那样，联合治疗组的凋亡细胞数量明显大于单一治疗组的细胞数量。一些TRAIL抗性人肿瘤细胞系可以由易被TRAIL通过上调TRAIL受体与某些化学治疗剂的表达。因此确定CELASTROL是否可以在MRNA和蛋白质水平上诱导U87-MG细胞中DR5的表达。雷公藤红素治疗与对照处理相比增加DR5蛋白质表达，并且观察到朝向用增加剂量的雷公藤红素的表达增加的趋势。用0.5UMCELASTROL处理的细胞中DR5的基因表达明显高于未处理的细胞。海外医疗网研究人员进一步研究DR5的上调是否对雷公藤红素刺激致敏对TRAIL诱导的细胞凋亡不可缺少转染与DR5的SIRNA的细胞，以减少DR5的基础表达水平在基因和蛋白水平。在NCSIRNA转染的细胞中，协同治疗组的细胞活力被有效降低，而与在NCSIRNA转染的组中观察到的相比，在DR5SIRNA转染的细胞中，细胞活力显着提高。此外，DR5表达敲低显着阻断的CASPASE-3和CASPASE-8和PARP裂解的联合治疗组。
　　 为了进一步评估DR5表达增加后下游凋亡信号分子的激活，检查了裂解的CASPASE-8，裂解的CASPASE-3和PARP的蛋白表达。单独用CELASTROL处理细胞不影响裂解的CASPASE-8，裂解的CASPASE-3或裂解的PARP的表达。但与单独的TRAIL治疗相比，与TRAIL和CELASTROL的联合治疗使这些因子的激活增加了大约两倍。为了进一步研究由CELASTROL和TRAIL引起的CASPASE激活的协同增加是否导致细胞凋亡，用25UMZ-VAD-FMK预处理了细胞以抑制CASPASE激活并观察到该处理显着抑制了协同治疗诱导的细胞凋亡。化疗敏感性的降低是复发性胶质母细胞瘤的标志。TRAIL是一种理想的抗癌化疗药物，可以杀死肿瘤细胞，同时保持大多数正常细胞的完整。TRAIL的选择性细胞杀伤作用归因于诱饵受体的较高的表达和DR4和DR5的正常细胞的表面上相比，肿瘤细胞的较低表达。大多数神经胶质瘤细胞对TRAIL诱导的细胞凋亡耐。确定降低这种耐药性的方法至关重要。与其他几个抗癌剂结合TRAIL可以克服一些肿瘤细胞的抗TRAIL。
　　 雷公藤红素是一种三萜烯的，有许多的药理学性质，在其中大部分重要的是它的抗癌和抗炎活性。但是，CELASTROL不可避免的毒性是其应用的最大缺点。通过与其他癌症治疗剂合用减少西那司的剂量，可以有效减少其细胞毒性和相关的副作用[27]。基于这些发现，首先使用CCK-8分析法单独和联合检查了CELASTROL和TRAIL对正常人星形胶质HEB细胞的毒性。海外医疗网研究人员观察0.5UM的CELASTROL加100NG/毫升的TRAIL对HEB细胞几乎没有影响，而这种联合治疗方案有效地抑制了U87-MG细胞的生长。因此发现最低评估剂量的CELASTROL有效地使U87-MG细胞对TRAIL诱导的细胞死亡敏感。此外，胶质瘤细胞的生存力随着同浓度TRAIL相同浓度的CELASTROL的增加而降低。大量研究表明，几种化学治疗剂可通过增加DR4和DR5的表达来减轻神经胶质瘤细胞对TRAIL的抵抗力。此外，DR5而非DR4优先诱导转化或恶性细胞的凋亡，这证明DR5作为诱导肿瘤选择性凋亡的细胞因子可用于癌症治疗。成胶质细胞瘤主要表达DR5，和神经胶质瘤患者的延长的寿命是积极与高表达DR5相关，而有延长的寿命和DR4表达之间没有明显的相关性。因此，研究中仅评估了DR5表达。尽管先前的研究报道恶性神经胶质瘤细胞对TRAIL的敏感性与DR4和DR5的表达无关，但数据表明，CELASTROL处理显着增加了U87-MG细胞中DR5的表达，呈剂量依赖性。DR5的敲低显着减弱了与CELASTROL和TRAIL共同处理引起的凋亡，表明DR5在此凋亡途径中起重要作用。潘卡斯蛋白酶抑制剂Z-VAD-FMK的加入可有效抑制由CELASTROL增强的TRAIL诱导的细胞毒性，表明协同治疗诱导的细胞死亡取决于胱天蛋白酶，并通过死亡受体途径进行。
　　 总而言之，首次显示出非细胞毒性剂量的CELASTROL可使人胶质母细胞瘤细胞对TRAIL诱导的细胞死亡明显敏感，并且已经初步阐明了其潜在机制。海外医疗网研究人员证明CELASTROL和TRAIL的组合不仅增加了TRAIL的抗癌作用，而且还减轻了CELASTROL的毒性，使这种联合治疗方案成为一种有希望的杀死肿瘤的策略。不幸的是，尽管无法进一步研究这种协同作用在体内，但希望建立人类神经胶质瘤的原位植入模型，以用于将来的体内分析。