TAT融合的IP3R衍生肽通过增加内质网Ca2+释放增强卵巢癌细胞对顺铂的敏感性

TAT‑fused IP3R‑derived peptide enhances cisplatin sensitivity of ovarian cancer cells by increasing ER Ca2+ release.

作者信息Qi Xie, Ye Xu, Weinan Gao, Yong Zhang, Jing Su, Yanan Liu, Yuting Guo, Minghan Dou, Kebang Hu, Liankun Sun
PMID29207009
发布时间2018-02
DOI10.3892/ijmm.2017.3260

实验完整度

包含多种体外实验(MTT、流式凋亡、线粒体膜电位)和机制验证(Ca2+成像、Western blot、IP3R抑制剂2-APB),证据层级丰富。

主要模型

顺铂耐药人卵巢癌细胞系SKOV3/DDP

重点核对

细胞系:SKOV3/DDP(顺铂耐药) 药物处理:顺铂15 μg/ml,TAT-IDPS 25 μM,2-APB 50 μM 处理时间:24小时(细胞活力、凋亡、蛋白表达),6小时(ΔΨm) 对照组:未处理组及单药组 重复次数:三次独立实验

摘要

卵巢癌是最常见的妇科恶性肿瘤。目前,顺铂用于治疗卵巢癌;然而,治疗过程中顺铂耐药的发展是实现良好预后的常见障碍。最近,B细胞淋巴瘤2(Bcl-2)BH4结构域已被报道介导Bcl-2在癌症中的促生存活性;然而,Bcl-2的BH4结构域在卵巢癌细胞顺铂耐药中的作用尚不完全清楚。在本研究中,我们通过共聚焦激光显微镜观察了细胞质和线粒体中的Ca2+水平。我们还使用western blot分析和流式细胞术检测了细胞凋亡。本研究表明,靶向Bcl-2 BH4结构域的TAT融合的肌醇1,4,5-三磷酸受体衍生肽(TAT-IDPS)增加了顺铂诱导的Ca2+从内质网(ER)向胞质和线粒体的流动。此外,TAT-IDPS增加了顺铂诱导的线粒体凋亡相关蛋白和内质网应激相关蛋白的表达。这些结果表明,TAT-IDPS可能通过增加ER Ca2+释放来增强顺铂对卵巢癌细胞的细胞毒性。

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
Bcl-2 BH4结构域是否参与卵巢癌细胞顺铂耐药,以及靶向BH4的TAT-IDPS能否通过影响ER Ca2+释放增强顺铂敏感性。
核心机制
TAT-IDPS通过靶向Bcl-2 BH4结构域,解除Bcl-2对IP3R的抑制,增强顺铂诱导的ER Ca2+释放,导致胞质Ca2+升高和线粒体Ca2+过载,进而激活calpain-1介导的ER应激凋亡和线粒体凋亡通路。
主要证据
在SKOV3/DDP细胞中,TAT-IDPS增强顺铂诱导的胞质和线粒体Ca2+水平(Fluo-4/AM和Rhod-2/AM成像),增加凋亡(流式、MTT),上调calpain-1、PDI、CHOP、cleaved caspase-4以及Bax/Bcl-2比值、细胞色素c、cleaved caspase-3,并降低ΔΨm;IP3R拮抗剂2-APB可逆转这些效应。
研究意义
研究提示内质网Ca2+释放可能调节顺铂诱导的SKOV3/DDP细胞凋亡,为靶向破坏Bcl-2-IP3R相互作用的药物作为卵巢癌治疗新工具提供依据。

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

检测TAT-IDPS对顺铂诱导Ca2+水平的影响

验证TAT-IDPS是否能增加顺铂诱导的胞质和线粒体Ca2+水平。

使用Fluo-4/AM和Rhod-2/AM荧光探针,通过共聚焦显微镜检测SKOV3/DDP细胞中胞质和线粒体Ca2+水平。

2

评估TAT-IDPS对顺铂诱导的生长抑制和凋亡的影响

验证TAT-IDPS是否能增强顺铂诱导的细胞生长抑制和凋亡。

使用MTT法检测细胞活力,光学显微镜观察细胞形态,流式细胞术检测Annexin V染色阳性细胞。

3

检测TAT-IDPS对ER应激相关凋亡的影响

验证TAT-IDPS是否通过增加calpain-1表达增强顺铂诱导的ER应激相关凋亡。

免疫荧光检测calpain-1表达,Western blot检测calpain-1、PDI、CHOP、cleaved caspase-4表达。

4

检测TAT-IDPS对线粒体介导凋亡的影响

验证TAT-IDPS是否增强顺铂诱导的线粒体功能障碍和凋亡。

流式细胞术检测线粒体膜电位(ΔΨm),Western blot检测细胞色素c、Bcl-2、Bax、cleaved caspase-3表达。

5

验证ER Ca2+释放来源(2-APB实验)

确认TAT-IDPS和顺铂引起的线粒体Ca2+过载来源于ER。

使用IP3R拮抗剂2-APB预处理,检测线粒体Ca2+水平、ΔΨm、细胞活力和凋亡及凋亡蛋白表达。

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--
胎牛血清Gibco--
顺铂Sigma-Aldrich--
TAT-IDPS肽ChinaPeptides--
2-氨基乙基二苯基硼酸酯Abcam--
MTT试剂Beyotime--
二甲基亚砜北京化学工业集团--
细胞裂解缓冲液----
Quick Start Bradford蛋白定量试剂盒Bio-Rad--
Immobilon-P转印膜EMD Millipore--
增强化学发光试剂SolarbioPE0010-b
抗caspase-3抗体Santa Cruz Biotechnologysc-7272
抗caspase-4抗体Santa Cruz Biotechnologysc-56056
抗cleaved caspase-4抗体Santa Cruz Biotechnologysc-22173-R
抗cleaved caspase-3抗体Abcamab2302
抗PDI抗体Abcamab2792
抗CHOP抗体Abcamab11419
抗β-肌动蛋白抗体Proteintech60008-1-Ig
抗Bax抗体Proteintech50599-2-Ig
抗Bcl-2抗体Proteintech12789-1-AP
抗细胞色素c抗体Proteintech10993-1-AP
辣根过氧化物酶标记的山羊抗小鼠IgGProteintechSA00001-1
辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔IgGProteintechSA00001-2
抗calpain-1催化亚基抗体Signalway Antibody#31038-1
Hoechst 33342Sigma-Aldrich--
牛血清白蛋白Thermo Fisher ScientificPA129262
Alexa Fluor 488标记驴抗兔IgGInvitrogen#R37602
Fluo-4/AMMolecular Probes--
Rhod-2/AMAAT Bioquest--
Muse® Annexin V死细胞检测试剂盒EMD Millipore--
Muse® MitoPotential检测试剂盒EMD MilliporeMCH 100110
Muse®细胞分析仪EMD Millipore--
Olympus FV1000共聚焦激光显微镜Olympus--
Syngene生物成像系统Syngene--
酶标仪BioTek Instruments--
Quantity One软件Bio-Rad--
IBM SPSS Statistics 20.0SPSS, Inc.--

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
细胞系:SKOV3/DDP(顺铂耐药),培养基:RPMI-1640+10%FBS,培养条件:37°C、5%CO2,维持耐药加1 μg/ml顺铂24小时。
阅读提示:Materials and methods, Cell lines
药物处理
顺铂浓度:15 μg/ml;TAT-IDPS浓度:25 μM;2-APB浓度:50 μM;处理时间:24小时(大多数实验),6小时(ΔΨm)。
阅读提示:Materials and methods, Cell viability assays, Results, Figure legends
Ca2+检测
染料:Fluo-4/AM(胞质)、Rhod-2/AM(线粒体),孵育条件:30分钟、37°C;检测:共聚焦显微镜。
阅读提示:Materials and methods, Calcium concentration analysis
细胞凋亡检测
流式细胞术使用Muse Annexin V Dead Cell kit;细胞密度2×10^5/孔;Annexin V孵育20分钟室温。
阅读提示:Materials and methods, Flow cytometry
线粒体膜电位检测
使用Muse MitoPotential assay;处理6小时后检测;包括MitoPotential染料和7-AAD染色。
阅读提示:Materials and methods, Mitochondrial membrane potential (ΔΨm)
Western blot
蛋白上样量30 μg;SDS-PAGE胶浓度10%;抗体孵育条件;内参β-actin。
阅读提示:Materials and methods, Western blotting
统计分析
所有实验三次独立重复,数据以均值±标准差表示;使用单因素方差分析和Tukey事后检验;P<0.05为显著。
阅读提示:Materials and methods, Statistical analysis