Hispidulin (4',5,7-trihydroxy-6-methoxyflavone) is a phenolic flavonoid isolated from the medicinal plant S. involucrata, which exhibits anti-neoplastic activity against several types of cancer. However, the mechanism underlying its anti-cancer activity against hepatocellular carcinoma (HCC) has not been fully elucidated. In this study, we investigated whether and how hispidulin-induced apoptosis of human HCC cells in vitro and in vivo. We showed that hispidulin (10, 20 μmol/L) dose-dependently inhibited cell growth and promoted apoptosis through mitochondrial apoptosis pathway in human HCC SMMC7721 cells and Huh7 cells. More importantly, we revealed that its pro-apoptotic effects depended on endoplasmic reticulum stress (ERS) and unfolded protein response (UPR), as pretreatment with salubrinal, a selective ERS inhibitor, or shRNA targeting a UPR protein CHOP effectively abrogated hispidulin-induced cell apoptosis. Furthermore, we showed that hispidulin-induced apoptosis was mediated by activation of AMPK/mTOR signaling pathway as pretreatment with Compound C, an AMPK inhibitor, or AMPK-targeting siRNA reversed the pro-apoptotic effect of hispidulin. In HCC xenograft nude mice, administration of hispidulin (25, 50 mg/kg every day, ip, for 27 days) dose-dependently suppressed the tumor growth, accompanied by inducing ERS and apoptosis in tumor tissue. Taken together, our results demonstrate that hispidulin induces ERS-mediated apoptosis in HCC cells via activating the AMPK/mTOR pathway. This study provides new insights into the anti-tumor activity of hispidulin in HCC.

中文翻译：

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Hispidulin 通过激活 AMPK 信号通路在体外和体内诱导人肝细胞癌细胞 ER 应激介导的细胞凋亡。

Hispidulin (4',5,7-trihydroxy-6-methoxyflavone) 是一种从药用植物 S. involucrata 中分离出来的酚类黄酮类化合物，对多种癌症具有抗肿瘤活性。然而，其对肝细胞癌（HCC）的抗癌活性的机制尚未完全阐明。在这项研究中，我们研究了 hispidulin 在体外和体内是否以及如何诱导人 HCC 细胞凋亡。我们发现 hispidulin (10, 20 μmol/L) 在人 HCC SMMC7721 细胞和 Huh7 细胞中通过线粒体凋亡途径剂量依赖性地抑制细胞生长并促进细胞凋亡。更重要的是，我们发现其促凋亡作用取决于内质网应激（ERS）和未折叠蛋白反应（UPR），作为选择性ERS抑制剂salubrinal的预处理，靶向UPR蛋白CHOP的shRNA或shRNA有效地消除了hispidulin诱导的细胞凋亡。此外，我们发现 hispidulin 诱导的细胞凋亡是通过激活 AMPK/mTOR 信号通路介导的，因为用化合物 C、AMPK 抑制剂或靶向 AMPK 的 siRNA 预处理逆转了 hispidulin 的促凋亡作用。在 HCC 异种移植裸鼠中，hispidulin（每天 25、50 mg/kg，ip，持续 27 天）剂量依赖性地抑制肿瘤生长，同时诱导肿瘤组织中的 ERS ​​和凋亡。总之，我们的结果表明，hispidulin 通过激活 AMPK/mTOR 通路诱导 ERS ​​介导的 HCC 细胞凋亡。这项研究为hispidulin在HCC中的抗肿瘤活性提供了新的见解。我们发现，hispidulin 诱导的细胞凋亡是通过激活 AMPK/mTOR 信号通路介导的，因为用化合物 C、AMPK 抑制剂或靶向 AMPK 的 siRNA 预处理逆转了 hispidulin 的促细胞凋亡作用。在 HCC 异种移植裸鼠中，hispidulin（每天 25、50 mg/kg，ip，持续 27 天）剂量依赖性地抑制肿瘤生长，同时诱导肿瘤组织中的 ERS ​​和凋亡。总之，我们的结果表明，hispidulin 通过激活 AMPK/mTOR 通路诱导 ERS ​​介导的 HCC 细胞凋亡。这项研究为hispidulin在HCC中的抗肿瘤活性提供了新的见解。我们发现，hispidulin 诱导的细胞凋亡是通过激活 AMPK/mTOR 信号通路介导的，因为用化合物 C、AMPK 抑制剂或靶向 AMPK 的 siRNA 预处理逆转了 hispidulin 的促细胞凋亡作用。在 HCC 异种移植裸鼠中，hispidulin（每天 25、50 mg/kg，ip，持续 27 天）剂量依赖性地抑制肿瘤生长，同时诱导肿瘤组织中的 ERS ​​和凋亡。总之，我们的结果表明，hispidulin 通过激活 AMPK/mTOR 通路诱导 ERS ​​介导的 HCC 细胞凋亡。这项研究为hispidulin在HCC中的抗肿瘤活性提供了新的见解。或 AMPK 靶向 siRNA 逆转了 hispidulin 的促凋亡作用。在 HCC 异种移植裸鼠中，hispidulin（每天 25、50 mg/kg，ip，持续 27 天）剂量依赖性地抑制肿瘤生长，同时诱导肿瘤组织中的 ERS ​​和凋亡。总之，我们的结果表明，hispidulin 通过激活 AMPK/mTOR 通路诱导 ERS ​​介导的 HCC 细胞凋亡。这项研究为hispidulin在HCC中的抗肿瘤活性提供了新的见解。或 AMPK 靶向 siRNA 逆转了 hispidulin 的促凋亡作用。在 HCC 异种移植裸鼠中，hispidulin（每天 25、50 mg/kg，ip，持续 27 天）剂量依赖性地抑制肿瘤生长，同时诱导肿瘤组织中的 ERS ​​和凋亡。总之，我们的结果表明，hispidulin 通过激活 AMPK/mTOR 通路诱导 ERS ​​介导的 HCC 细胞凋亡。这项研究为hispidulin在HCC中的抗肿瘤活性提供了新的见解。