硒酵母和鱼油通过AMPK激活在肺腺癌细胞中对CHOP和GRP78的相反调节及协同诱导凋亡

Opposite Regulation of CHOP and GRP78 and Synergistic Apoptosis Induction by Selenium Yeast and Fish Oil via AMPK Activation in Lung Adenocarcinoma Cells

作者信息Ruey-Ho Kao, Gi-Ming Lai, Jyh-Ming Chow, Chien-Huang Liao, Yu-Mei Zheng, Wei-Lun Tsai, Simon Hsia, I-Chun Lai, Hsin-Lun Lee, Shuang-En Chuang, Jacqueline Whang-Peng, Chih-Jung Yao
PMID30297634
期刊Nutrients
发布时间2018-10
DOI10.3390/nu10101458

实验完整度

涉及细胞活力检测、凋亡流式分析、Western blot等体外实验,并使用AMPK抑制剂进行机制验证,实验层级和功能验证明确。

主要模型

A549人肺腺癌细胞 CL1-0人肺腺癌细胞 H1299人肺腺癌细胞 HCC827人肺腺癌细胞

重点核对

SY浓度500 ng/mL与FO浓度200 μM联合处理A549细胞72小时 AMPK抑制剂compound C(0.75 μM)预处理1小时 不同细胞系接种密度:A549 1500细胞/孔,CL1-0、H1299、HCC827 2000细胞/孔,MRC-5 2500细胞/孔 使用SRB法检测细胞活力,Annexin V/7-AAD和PI染色检测凋亡 Western blot检测蛋白表达,以GAPDH为内参

摘要

硒已被广泛研究用于癌症的预防和治疗。然而,其临床效果仍不确定。为了增强其疗效,在A549、CL1-0、H1299、HCC827肺腺癌(LADC)细胞中进行了硒酵母(SY)和鱼油(FO)的联合研究,以探讨凋亡诱导的增强及其潜在机制。通过磺酰罗丹明B染色、蛋白质印迹和流式细胞术检测,我们发现SY和FO在抑制LADC细胞生长和诱导凋亡方面具有协同作用。相反,胎儿肺成纤维细胞(MRC-5)对此联合效应不敏感。FO协同增强了SY诱导的A549细胞凋亡,并伴有AMP活化蛋白激酶(AMPK)的协同激活以及环氧合酶(COX)-2和β-连环蛋白的减少。特别是,与FO联合不仅增强了SY升高的促凋亡内质网(ER)应激标志物CCAAT/增强子结合蛋白同源蛋白(CHOP),还降低了细胞保护性葡萄糖调节蛋白78 kDa(GRP78)。因此,CHOP下游靶标如磷酸化JNK和死亡受体5也升高,同时caspase-8、caspase-3和ER应激相关的caspase-4的裂解也增加。相应地,通过化合物C抑制AMPK减弱了协同凋亡诱导,并降低了SY联合FO升高的CHOP/GRP78比率。AMPK依赖性协同作用提示SY和FO联合用于LADC的化学预防和综合治疗。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
硒酵母和鱼油联合能否协同增强肺腺癌细胞的凋亡诱导,并探讨其潜在机制。
核心机制
SY与FO通过协同激活AMPK,上调促凋亡的CHOP并下调抗凋亡的GRP78,从而增加CHOP/GRP78比例,激活下游DR5、p-JNK和caspase-4、-3,诱导ER应激介导的凋亡。
主要证据
在A549、CL1-0、H1299、HCC827细胞中,SY和FO联合显著抑制细胞活力并诱导凋亡,且Western blot显示AMPK磷酸化增强、CHOP升高、GRP78降低、caspase激活;AMPK抑制剂compound C逆转这些效应。
研究意义
SY与FO的协同组合可能具有预防和综合治疗肺腺癌的潜力。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

细胞活力检测

评估SY和FO单独及联合处理对不同肺腺癌细胞系和正常成纤维细胞活力的影响。

使用SRB结合实验测定细胞活力,细胞接种于96孔板,处理72小时。

2

凋亡分析

验证SY和FO联合是否协同诱导细胞凋亡。

使用Annexin V/7-AAD双染和PI染色结合流式细胞术分析凋亡和亚G1期比例。

3

蛋白表达分析

检测联合处理对AMPK、COX-2、β-catenin、CHOP、GRP78、p-JNK、DR5和caspase等蛋白表达的影响。

通过Western blot检测相关蛋白表达水平。

4

机制验证

验证协同效应是否依赖AMPK激活。

使用AMPK抑制剂compound C预处理细胞,再检测凋亡和相关蛋白表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
RPMI-1640培养基Gibco--
DMEM培养基Gibco--
EMEM培养基Gibco--
胎牛血清Corning--
硒酵母----
鱼油----
磺酰罗丹明BSigma-Aldrich--
碘化丙啶Sigma-Aldrich--
化合物CSigma-Aldrich--
FITC Annexin V凋亡检测试剂盒(含7-AAD)BioLegend--
RIPA裂解缓冲液Merck Millipore--
酪氨酸磷酸酶抑制剂混合物BIONOVASFC0020-0001
蛋白酶抑制剂混合物BIONOVASFC0070-0001
丝氨酸/苏氨酸磷酸酶抑制剂混合物BIONOVASFC0030-0001
PVDF膜GE Healthcare--
增强化学发光试剂PlusPerkin Elmer--
Syngene G:Box chemi XL凝胶成像系统Syngene--
phospho-AMPKα (Thr172)抗体Cell Signaling Technology2535
non-phospho (Active) β-Catenin (Ser33/37/Thr41)抗体Cell Signaling Technology8814
CHOP抗体Cell Signaling Technology2895
死亡受体5 (DR5)抗体Cell Signaling Technology3696
phospho-JNK抗体Cell Signaling Technology9255
cleaved caspase-9 (Asp315)抗体Cell Signaling Technology9505
cleaved caspase-3 (Asp175)抗体Cell Signaling Technology9664
cleaved caspase-4抗体Abcamab75182
COX-2抗体AbcamAb62331
GAPDH抗体AbcamAb8245
GRP78抗体Thermo Fisher ScientificPA1-014A
全长caspase-8抗体GeneTexGTX110723
phospho-IRE1抗体Epitomics3881
phospho-PERK (Thr980)抗体Bioss Antibodiesbs-3330R
PAXcam2+数码显微镜相机Midwest Information Systems--
CKX31倒置显微镜Olympus--
ELx800酶标仪BioTek Instruments--
CytoFLEX流式细胞仪Beckman Coulter--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养和药物处理
细胞系接种密度、培养基类型、SY和FO的浓度及处理时间
阅读提示:Materials and Methods 2.1节、2.2节
细胞活力检测
SRB assay的细胞固定、染色和溶解条件
阅读提示:Materials and Methods 2.3节
凋亡检测
Annexin V/7-AAD和PI染色的具体步骤、细胞数量、孵育时间和流式分析设置
阅读提示:Materials and Methods 2.5节、2.6节
蛋白质印迹
细胞处理方法、裂解缓冲液组成、抗体浓度和孵育时间
阅读提示:Materials and Methods 2.7节、2.8节
机制验证
AMPK抑制剂compound C的浓度和预处理时间
阅读提示:Results 3.5节、Figure 6 legend