氨来呫诺通过抑制IKBKE和Akt-mTOR信号通路增强替莫唑胺在人多形性胶质母细胞瘤细胞中的抗肿瘤效应

Amlexanox Enhances Temozolomide-Induced Antitumor Effects in Human Glioblastoma Cells by Inhibiting IKBKE and the Akt-mTOR Signaling Pathway.

作者信息Jinbiao Xiong, Gaochao Guo, Lianmei Guo, Zengguang Wang, Zhijuan Chen, Yang Nan, Yiyao Cao, Ruilong Li, Xuejun Yang, Jun Dong, Xun Jin, Weidong Yang, Qiang Huang
PMID33644550
期刊ACS Omega
发布时间2021-02-05
DOI10.1021/acsomega.0c05399

实验完整度

高

包含体外细胞实验(CCK-8、克隆形成、凋亡、迁移、侵袭、Western blot)、体内异种移植模型(皮下和颅内)及IHC分析,并涉及原代细胞和细胞系,进行了机制验证。

主要模型

人胶质母细胞瘤细胞系U87 MG 原代人胶质母细胞瘤细胞 患者来源异种移植(PDX)小鼠模型 原位颅内肿瘤小鼠模型

重点核对

TMZ浓度100 μM,氨来呫诺浓度50 μM,处理48小时 BALB/c裸鼠,4周龄,雌性,约12g 颅内模型注射5×10^4个表达荧光素酶的细胞 给药方案:腹腔注射TMZ 5 mg/kg,氨来呫诺100 mg/kg,连续5天,间隔2天后重复 肿瘤体积测量公式:长×宽^2/2

摘要

替莫唑胺(TMZ)作为治疗多形性胶质母细胞瘤(GBM)的一线化疗药物,常因耐药性的快速发展而未能改善GBM患者的预后。需要更有效的GBM管理方法。本研究旨在评估TMZ联合氨来呫诺(一种IKBKE选择性抑制剂)治疗GBM的疗效。我们发现联合治疗在原代胶质瘤细胞和人胶质瘤细胞系U87 MG中显著诱导细胞凋亡,并抑制细胞活力、迁移和侵袭。如预期,TMZ增强了p-AMPK的表达,而氨来呫诺导致IKBKE减少,对p-AMPK无影响。此外,我们证明与其他单独用药组相比,TMZ联合氨来呫诺有效逆转了TMZ诱导的Akt激活,并抑制了mTOR的磷酸化。此外,联合治疗在异种移植小鼠模型中也明显减少了肿瘤体积并延长了中位生存时间。这些结果表明,氨来呫诺至少部分通过抑制IKBKE激活和减弱TMZ诱导的Akt激活,使原代胶质瘤细胞和U87 MG细胞对TMZ敏感。总体而言,TMZ联合氨来呫诺可能为改善胶质母细胞瘤患者的预后提供有希望的可能性。

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
氨来呫诺能否通过抑制IKBKE和Akt-mTOR信号通路增强替莫唑胺对胶质母细胞瘤的抗肿瘤作用?
核心机制
氨来呫诺抑制IKBKE激活,逆转TMZ诱导的Akt磷酸化,并增强对mTOR磷酸化的抑制,从而部分克服TMZ耐药。
主要证据
体外实验显示联合治疗显著抑制细胞活力、迁移、侵袭,促进凋亡,并降低p-Akt和p-mTOR水平;体内PDX和原位颅内模型显示联合治疗显著减小肿瘤体积并延长生存期,IHC染色证实p-Akt和p-mTOR降低。
研究意义
作者提出TMZ联合氨来呫诺可能为改善胶质母细胞瘤患者预后提供有希望的治疗可能性。

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

体外药效评估

评估TMZ联合氨来呫诺对GBM细胞增殖、凋亡、迁移和侵袭的影响

使用U87 MG和原代GBM细胞,通过CCK-8、克隆形成、annexin V-FITC凋亡检测、划痕愈合和Transwell实验评估联合治疗的效果。

2

分子机制验证

验证联合治疗对IKBKE、Akt、mTOR和AMPK信号通路的影响

通过Western blot检测处理后细胞中IKBKE、p-Akt、p-mTOR、p-AMPK、Bax、Bcl2和caspase-3的表达变化。

3

体内药效评估

评估联合治疗在体内对肿瘤生长和生存期的影响

建立患者来源的皮下异种移植模型和原代细胞颅内原位模型,给予TMZ和/或氨来呫诺治疗,监测肿瘤体积和生存期,并通过IHC分析p-Akt和p-mTOR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
氨来呫诺Selleck.cn--
替莫唑胺Solarbio Science & Technology--
DMEM培养基HyClone--
胎牛血清Gibco--
青霉素/链霉素Solarbio Science & Technology--
F12培养基Gibco--
细胞计数试剂盒-8Dojindo EU GmbH--
Annexin V-FITC凋亡检测试剂盒Dojindo EU GmbH--
RIPA裂解液Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.--
蛋白酶抑制剂混合物APExBIO--
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific--
PVDF膜----
SuperSignal West Pico Plus化学发光底物Thermo Fisher Scientific--
抗IKBKE抗体Cell Signaling Technology3416P
抗Akt(p-Ser473)抗体Cell Signaling Technology4058S
抗AMPK抗体Cell Signaling Technology5831S
抗mTOR抗体Signalway Antibody36991
抗mTOR(p-Ser2448)抗体Signalway Antibody11221
抗caspase-3抗体Signalway Antibody27525
抗Akt抗体ABclonalA18675
抗Bcl2抗体ABclonalA19693
抗Bax抗体ABclonalA7626
抗AMPK(p-Ser172)抗体ArigoARG51678.100
山羊抗小鼠IgG-HRPUtibody--
山羊抗兔IgG-HRPUtibody--
GAPDH抗体Utibody--
8 μm孔径Transwell小室Corning Costar--
Matrigel基质胶BD Bioscience--
DAB显色液Solarbio Science & Technology--
IVIS Spectrum活体成像系统PerkinElmer--

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
U87 MG细胞和原代GBM细胞的培养条件,包括培养基、血清浓度、抗生素浓度
阅读提示:Materials and Methods 中的 Cell Culture 和 Primary Human Glioblastoma Cells
药物处理
TMZ和氨来呫诺的浓度、处理时间、溶剂
阅读提示:Materials and Methods 中的 Chemical and Reagents、Cell Viability Assay、Figure legends 图1、图2、图3
体外功能实验
细胞接种密度、处理时间、检测指标
阅读提示:Materials and Methods 中的 Cell Viability Assay、Colony Formation Assay、Apoptosis Assay、Migration Assay、Invasion Assay
动物模型
小鼠品系、性别、周龄、体重、给药剂量、给药方式、给药周期、肿瘤接种细胞数
阅读提示:Materials and Methods 中的 Xenograft Models
分子检测
抗体信息、蛋白提取方法、检测指标
阅读提示:Materials and Methods 中的 Western Blotting、Immunohistochemistry