rMV-Hu191联合顺铂通过酸性鞘磷脂酶介导的凋亡治疗胃癌,需要脂筏微结构域的完整性

Synergism of rMV-Hu191 with cisplatin to treat gastric cancer by acid sphingomyelinase-mediated apoptosis requiring integrity of lipid raft microdomains

作者信息Yao Lv, Chu-di Zhang, Yi-Long Wang, Dong-Ming Zhou, Meng-Ying Zhu, Xiao-Qiang Hao, Jin-Hu Wang, Wei-Zhong Gu, Hong-Qiang Shen, Jin-Gan Lou, Ben-Qing Wu, Pei-Chun Chen, Zheng-Yan Zhao
PMID34251544
发布时间2021-11
DOI10.1007/s10120-021-01210-8

实验完整度

包含体外细胞实验(增殖、凋亡、蛋白表达)、体内异种移植瘤模型及机制验证(ASMase和脂筏),但缺乏患者样本或组学数据。

主要模型

人胃癌细胞系BGC-823 人胃癌细胞系SGC-7901 多药耐药胃癌细胞系GCSR1 胃癌异种移植瘤裸鼠模型

重点核对

细胞系:BGC-823、SGC-7901和GCSR1的细胞培养条件(培养基及FBS浓度) rMV-Hu191感染复数(MOI)和顺铂剂量(如BGC-823: MOI=0.1, DDP=0.6μM;SGC-7901: MOI=1, DDP=2.8μM) 凋亡检测:Annexin V FITC凋亡检测试剂盒(BD)及流式细胞仪;Western blot检测caspase-3和PARP表达 脂筏破坏:MβCD浓度及处理时间(7.5mM预处理2h,2mM处理48h) ASMase抑制:丙咪嗪浓度(BGC-823: 25μM, SGC-7901: 50μM)及处理时间(感染后72h)

摘要

背景 基于DDP的化疗是GC的一线治疗方法之一。然而,由于副作用,DDP的治疗效果有限。因此,开发与DDP协同的新型佐剂具有重要意义。我们先前已证明rMV-Hu191在GC中具有抗肿瘤活性。在此,我们检测了rMV-Hu191与DDP在体内外的协同作用。 方法 通过CCK-8实验、ZIP分析和流式细胞术分别评估细胞增殖、协同效应和细胞凋亡。通过Western blot和免疫荧光实验监测ASMase的蛋白水平和定位。使用shRNA和丙咪嗪调节ASMase的表达和活性。使用MβCD破坏脂筏。通过携带GC异种移植瘤的小鼠来证实体内协同作用。 结果 我们的数据显示,联合治疗在来自中国患者的耐药GC细胞系和非耐药GC细胞系中均表现出协同细胞毒性,并增加细胞凋亡,而非病毒复制。脂筏完整性和ASMase是rMV-Hu191和联合治疗诱导凋亡所必需的。ASMase在rMV-Hu191治疗的初始阶段被递送至脂筏微结构域。体内GC小鼠异种移植瘤证实了联合治疗的协同作用,同时凋亡增加且副作用轻微。 结论 这是第一项证明rMV-Hu191联合DDP可作为GC治疗的潜在策略,且ASMase和脂筏完整性是协同效应所必需的研究。

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
rMV-Hu191能否与顺铂联合协同抑制胃癌,并探索其潜在机制?
核心机制
rMV-Hu191感染早期激活并促进ASMase转位至脂筏微结构域,与顺铂协同通过caspase依赖性凋亡发挥抗肿瘤作用,此过程依赖脂筏完整性。
主要证据
体外CCK-8、ZIP分析、流式凋亡检测和Western blot显示联合治疗协同增强凋亡;体内BGC-823异种移植瘤模型显示联合治疗显著抑制肿瘤生长、延长生存期并增加凋亡。
研究意义
本研究首次证明rMV-Hu191联合顺铂可作为胃癌治疗的潜在策略,为化学病毒疗法提供新思路。

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

体外药物敏感性检测

评估rMV-Hu191与顺铂联合对胃癌细胞增殖的抑制作用及协同效应。

使用CCK-8实验检测不同浓度组合下细胞活力,并通过ZIP分析计算协同评分。

2

凋亡检测及机制验证

验证联合治疗是否通过caspase依赖性凋亡诱导细胞死亡。

使用流式细胞术检测Annexin V阳性细胞比例,Western blot检测caspase-3和PARP剪切,并用Z-VAD抑制caspase验证。

3

病毒复制检测

验证顺铂是否影响rMV-Hu191的复制。

通过TCID50法检测病毒滴度。

4

脂筏完整性作用研究

验证脂筏完整性在联合治疗诱导凋亡中的作用。

使用MβCD破坏脂筏,检测凋亡比例及凋亡蛋白表达变化。

5

ASMase功能及表达调控

验证ASMase在联合治疗诱导凋亡中的参与。

使用丙咪嗪抑制ASMase活性,以及shRNA敲低ASMase表达,检测凋亡变化。

6

ASMase与脂筏共定位分析

探索ASMase是否转位至脂筏微结构域。

通过免疫荧光检测ASMase与脂筏标记物CTB的共定位,并用Western blot检测ASMase表达变化。

7

耐多药细胞系验证

评估联合治疗在多药耐药胃癌细胞中的效果。

使用GCSR1细胞系检测细胞活力、凋亡及协同效应。

8

体内抗肿瘤效应评估

验证联合治疗在动物模型中的抗肿瘤效果及安全性。

建立BGC-823异种移植瘤模型,分为四组处理,测量肿瘤体积、生存期及副作用。

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Life Technologies--
DMEM培养基Life Technologies--
胎牛血清----
顺铂SigmaP4394
Z-VAD-FMKApexBioA1902
甲基-β-环糊精Sigma332615
丙咪嗪ApexBioC4117
CCK-8试剂盒Dojindo Molecular Technologies--
Opti-MEM培养基Life Technologies--
Annexin V FITC凋亡检测试剂盒BD Biosciences556547
流式细胞仪(Navios)Beckman Coulter--
Flowjo 10.0软件Tree Star Inc--
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
PVDF膜Bio-Rad Laboratories1620177
EZ-ECL检测试剂盒Biological Industries20-500-120
抗β-actin抗体CST4970S
抗caspase-3抗体CST9665S
抗PARP抗体CST9542S
抗酸性鞘磷脂酶(ASMase)抗体abcamab74281
抗flotillin 1抗体abcamab133497
HRP标记的山羊抗兔IgG二抗CST7074S
HRP标记的山羊抗小鼠IgG二抗CST7076S
TritonX-100Solarbio--
抗麻疹磷蛋白抗体abcamab43820
Alexa Fluor® 594 驴抗小鼠IgG (H+L)InvitrogenA-21203
DAPIBeyotimeC1005
Zeiss cLSM780显微镜Zeiss--
Alexa 488偶联的霍乱毒素B亚单位InvitrogenC-34775
抗酸性鞘磷脂酶(ASMase)抗体abcamab83354
Alexa Fluor® 594 山羊抗兔IgG (H+L)InvitrogenA-11012
徕卡TCS SP8共聚焦激光扫描显微镜Lecia--
无胸腺裸鼠----
自动化血液生化流水线分析仪Beckman Coulter--
4%福尔马林----
TUNEL原位凋亡检测试剂盒TakaraMK500
光学显微镜Leica--
GraphPad Prism 9.0GraphPad Software--
R包"SynergyFinder 1.0."----
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen11668027
嘌呤霉素----

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
BGC-823和GCSR1使用RPMI 1640+10%FBS;SGC-7901使用RPMI 1640+20%FBS;Vero使用DMEM+10%FBS;培养条件为37°C,5%CO2,饱和湿度
阅读提示:Materials and methods 中 “Cell culture and reagents”
体外药物处理
rMV-Hu191感染24h后加入DDP;处理时间72h;具体MOI和DDP剂量:BGC-823: MOI=0.1, DDP=0.6μM;SGC-7901: MOI=1, DDP=2.8μM;GCSR1: MOI=10, DDP=3μM
阅读提示:Materials and methods 中 “Cell viability assays” 和 “Virus construction, titration and replication assays”
协同效应分析
使用ZIP模型,通过R包“SynergyFinder 1.0”计算协同评分
阅读提示:Materials and methods 中 “Zero interaction potency (ZIP) analysis”
凋亡检测
细胞密度1×10^6,Annexin V FITC凋亡检测试剂盒(BD)染色,流式检测,每组三个重复;Z-VAD浓度100μM
阅读提示:Materials and methods 中 “Flow cytometry analysis” 和 Figure 1d
Western blot
蛋白上样量30μg;抗体:anti-caspase-3 (CST, 9665S),anti-PARP (CST, 9542S),anti-β-actin (CST, 4970S)
阅读提示:Materials and methods 中 “Western blotting”
脂筏破坏
MβCD浓度:7.5mM预处理2h,2mM处理48h
阅读提示:Materials and methods 中 “Disruption and isolation of cholesterol-rich ‘lipid rafts’”
ASMase抑制
丙咪嗪浓度:BGC-823 25μM,SGC-7901 50μM,处理72h
阅读提示:Materials and methods 中 “Functional inhibition of ASMase”
shRNA敲低
shASMase和shCtrl质粒从Genechem获得,使用lipofectamine 2000进行慢病毒包装,嘌呤霉素(1:12,000)筛选稳定转染
阅读提示:Materials and methods 中 “Construction of ASMase-knockdown SGC-7901 cell clones”
动物模型
BGC-823细胞(1×10^6)皮下注射至雄性裸鼠(3-5周龄);肿瘤体积达到30-50mm³时随机分组(n=10);rMV-Hu191瘤内注射(1.4×10^7 TCID50,在第5,6,7,9,11,13天),DDP腹腔注射(10mg/kg,在第7,14,21天)
阅读提示:Materials and methods 中 “In vivo antitumor studies”
副作用评估
肝肾功能指标:Alb、Glb、AST、ALT、BUN、Cr;体重变化
阅读提示:Materials and methods 中 “Evaluation of side-effects in vivo” 和 Figure 6i-k