BAD过表达通过线粒体依赖性途径抑制非小细胞肺癌细胞生长并诱导凋亡

BAD overexpression inhibits cell growth and induces apoptosis via mitochondrial-dependent pathway in non-small cell lung cancer.

作者信息Li Jiang, Man Luo, Dan Liu, Bojiang Chen, Wen Zhang, Lin Mai, Jing Zeng, Na Huang, Yi Huang, Xianming Mo, Weimin Li
PMID23725574
发布时间2013-06
DOI10.1186/1475-2867-13-53

实验完整度

包含体外细胞增殖、凋亡、侵袭、细胞周期检测,以及体内异种移植瘤生长和TUNEL检测,并通过Western blot验证机制蛋白变化,具备多层级功能验证和机制验证。

主要模型

NCI-H1299细胞系 NCI-H292细胞系 SPC-A1细胞系 BALB/c裸鼠异种移植瘤模型

重点核对

BAD过表达载体Pdonr223/BAD-pLOV.UBC.EGFP转染NSCLC细胞系(H1299、H292、SPC-A1等) CCK-8增殖实验检测时间点:1、2、3、4、5、6天 体内肿瘤实验:每组6只裸鼠,每只注射1×10^6细胞(150 μl),4周后检测肿瘤体积和重量 凋亡检测:Annexin V-APC/7AAD染色及TUNEL染色 Western blot检测BAD、cyto-c、caspase 3等蛋白表达

摘要

背景:促凋亡Bcl-2蛋白BAD可启动人类细胞凋亡,并已被确定为非小细胞肺癌(NSCLC)的预后标志物。本研究旨在探讨BAD在NSCLC中的功能。方法:通过将野生型BAD转染不同的NSCLC细胞系实现BAD过表达。在体外表征细胞增殖、细胞周期、凋亡和侵袭。在体内分析致瘤性。采用Western blot检测BAD过表达对Bcl-2家族蛋白和凋亡相关蛋白的影响。结果:BAD过表达在H1299、H292和SPC-A1细胞系中显著抑制细胞增殖,但在SK-MES-1和H460细胞系中无此作用。BAD过表达也降低了H1299/SPC-A1细胞在体内的致瘤性。然而,在所有细胞系中,BAD过表达对细胞周期分布和侵袭无明显影响。BAD过表达在所有细胞类型中也诱导凋亡,在此过程中线粒体细胞色素c和caspase 3的表达增加,而Bcl-xl、Bcl-2、Bax和caspase 8的表达未改变。这些发现表明,BAD过表达介导的凋亡涉及线粒体途径,其中cyto-c从线粒体释放以激活caspase 3。结论:我们的数据表明,BAD表达增加可增强凋亡,并对NSCLC的细胞增殖和肿瘤生长产生负面影响。BAD是肿瘤干预的新潜在靶点。

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
BAD过表达在非小细胞肺癌(NSCLC)中是否影响细胞增殖、凋亡、侵袭和体内肿瘤生长,并探索其潜在机制?
核心机制
BAD过表达通过线粒体途径诱导凋亡,即释放细胞色素c至胞质,进而激活caspase 3,且不依赖caspase 8或Bcl-2家族成员(Bcl-xl、Bcl-2、Bax)的表达变化。
主要证据
体外CCK-8实验显示在H1299、H292、SPC-A1细胞中增殖受抑;体内异种移植模型显示肿瘤体积和重量减小,Ki-67增殖指数降低;流式和TUNEL显示凋亡增加;Western blot显示cyto-c和caspase 3表达上调。
研究意义
BAD可能作为肿瘤抑制因子在NSCLC发展中调节细胞生长和凋亡,并成为肿瘤干预的潜在靶点。

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

构建BAD过表达细胞系

建立BAD稳定过表达的NSCLC细胞系以研究其功能。

将野生型BAD表达载体(Pdonr223/BAD-pLOV.UBC.EGFP)转染至H1299、H292、H460、SPC-A1和SK-MES-1细胞,通过Western blot确认BAD表达显著升高。

2

体外增殖检测

检测BAD过表达对NSCLC细胞增殖能力的影响。

使用Cell Counting Kit-8 (CCK-8)检测细胞活力,每孔接种2×10^3细胞,在1-6天测定450nm吸光度。

3

细胞周期分析

检测BAD过表达是否影响细胞周期分布。

细胞经PI染色后,通过流式细胞仪分析DNA含量。

4

细胞侵袭实验

评估BAD过表达对NSCLC细胞侵袭能力的影响。

使用BD BioCoat肿瘤侵袭系统,将细胞悬液接种于上室,下室加入含10% FBS的DMEM,培养48小时后染色并计数侵袭细胞。

5

凋亡检测(体外)

检测BAD过表达对NSCLC细胞凋亡的影响。

细胞用Annexin V-APC和7AAD染色,流式细胞仪检测凋亡细胞比例。

6

体内肿瘤形成实验

评估BAD过表达对NSCLC细胞在体内致瘤性的影响。

将H1299/SPC-A1-BAD、NC和未处理对照细胞皮下注射裸鼠,4周后处死,测量肿瘤体积和重量,并进行H&E、Ki-67免疫组化和TUNEL染色。

7

Western blot检测凋亡相关蛋白

探究BAD过表达诱导凋亡的分子机制。

提取细胞和异种移植瘤组织总蛋白,通过Western blot检测BAD、Bcl-xl、Bcl-2、Bax、caspase-3、caspase-8和cyto-c的表达水平。

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
Pdonr223/BADNeuron Biotech--
pLOV.UBC.EGFPNeuron Biotech--
抗BAD单克隆抗体Cell Signaling Technology9292
抗Bcl-xl抗体Signalway Antibody24247
抗Bcl-2抗体Signalway Antibody24246
抗Bax抗体Signalway Antibody24250
抗Caspase 3抗体Signalway Antibody21420
抗Caspase 8抗体Signalway Antibody21421
抗细胞色素C抗体Signalway Antibody21680
抗β-肌动蛋白抗体Cell Signaling Technology4970
全蛋白提取试剂盒KeyGEN--
BCA蛋白测定试剂Thermo Scientific--
PVDF膜Millipore--
化学发光HRP底物Millipore--
ChemiDoc XRS系统Bio-rad--
CCK-8试剂盒Dojindo--
FACS Calibar流式细胞仪Becton-Dickinson--
碘化丙啶----
核糖核酸酶A----
BD BioCoat肿瘤侵袭检测系统BD Bioscience--
Annexin V-APCKeyGen--
7-AADKeyGen--
原位细胞死亡检测试剂盒,TMR红色Roche--
抗Ki-67抗体Dako--

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
细胞培养与转染
细胞系来源、转染载体(Pdonr223/BAD,pLOV.UBC.EGFP)和培养条件(37°C, 5% CO2)
阅读提示:Methods: Cell culture and animal models
体外增殖检测
细胞接种密度(2×10^3/孔),检测时间点(1-6天),CCK-8试剂盒型号
阅读提示:Methods: Cell proliferation assay
细胞周期分析
细胞数量(约1×10^6),PI和RNase A浓度(50 μg/ml,100 μg/ml),孵育时间(30分钟)
阅读提示:Methods: Cell cycle analysis
细胞侵袭实验
细胞密度(1×10^6 cells/ml),孵育时间(48小时),趋化剂(含10% FBS的DMEM),计数视野(5个随机视野)
阅读提示:Methods: Invasion assay
凋亡检测(体外)
细胞数量(约5×10^5),Annexin V-APC和7AAD用量(5 μl),孵育时间(5分钟)
阅读提示:Methods: Apoptosis assessment
体内肿瘤形成实验
细胞数量(1×10^6),注射体积(150 μl),小鼠品系(BALB/c-nu/nu),每组小鼠数(6只),观察时间(4周),肿瘤体积计算公式
阅读提示:Methods: Assessment of tumorigenicity in vivo
Western blot
蛋白提取试剂盒、BCA试剂、一抗稀释比例(如BAD 1:1000)、二抗来源、内参(β-actin)
阅读提示:Methods: Tissue protein extraction and western blot assay