清解扶正颗粒通过Sonic Hedgehog通路调控结直肠癌移植瘤小鼠的癌细胞增殖、凋亡和肿瘤血管生成

Qingjie Fuzheng Granules regulates cancer cell proliferation, apoptosis and tumor angiogenesis in colorectal cancer xenograft mice via Sonic Hedgehog pathway.

作者信息Xiao-Qin Zhu, Hong Yang, Ming-He Lin, Hai-Xia Shang, Jun Peng, Wu-Jin Chen, Xu-Zheng Chen, Jiu-Mao Lin
PMID33456987
发布时间2020-12
DOI10.21037/jgo-20-213

实验完整度

包含移植瘤模型中肿瘤生长、IHC和TUNEL检测细胞增殖与凋亡、Western blot验证SHh通路蛋白表达等实验,但缺少体外细胞功能和机制干预等独立验证。

主要模型

HCT-116细胞系 BALB/c裸鼠皮下移植瘤模型

重点核对

HCT-116细胞系(2×10^6)与Matrigel混合后皮下植入BALB/c裸鼠 QFG给药剂量:1 g/kg,每周6天,灌胃,持续28天 对照组给予生理盐水灌胃,每组10只小鼠 Western blot检测SHh、Smo、Gli蛋白表达

摘要

背景:Sonic Hedgehog (SHh)信号通路在包括结直肠癌(CRC)在内的多种恶性肿瘤的细胞增殖、凋亡和肿瘤血管生成中发挥关键作用。清解扶正颗粒(QFG)是一种中药复方,已在包括CRC在内的多种癌症治疗中临床应用。在本研究中,我们探讨了QFG通过SHh通路对CRC发挥治疗作用的潜在分子机制。方法:所有实验均使用CRC HCT-116异种移植小鼠模型。小鼠每周6天灌胃给予1 g/kg的QFG或生理盐水,持续28天(4周)。每3天测量体重、肿瘤长度和最短直径。治疗结束时测量肿瘤重量。TUNEL染色法检测肿瘤细胞凋亡。Western blot和免疫组化(IHC)法检测相关蛋白的表达。结果:QFG抑制了肿瘤体积和重量的增加,且对小鼠体重无影响。此外,QFG显著降低了SHh、Smo和Gli蛋白的表达,表明SHh信号受到抑制。因此,促增殖的survivin、Ki-67、Cyclin-D1和CDK4的表达降低,抗增殖的p21的表达升高。肿瘤组织中促凋亡的Bax/Bcl-2比值、cle-caspase-3和TUNEL阳性细胞百分比升高。同时,促血管生成的VEGF-A和VEGFR-2的表达下调。结论:QFG在体内通过抑制SHh通路抑制CRC细胞增殖并促进CRC细胞凋亡和肿瘤血管生成,提示QFG可能成为CRC的潜在治疗药物。关键词:清解扶正颗粒(QFG)、结直肠癌(CRC)、增殖、凋亡、血管生成

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
清解扶正颗粒在结直肠癌异种移植小鼠模型中是否通过Sonic Hedgehog通路抑制肿瘤生长?
核心机制
QFG通过抑制SHh信号通路(降低SHh、Smo、Gli表达),进而下调促增殖蛋白(survivin、Ki-67、Cyclin-D1、CDK4),上调p21,促进凋亡(升高Bax/Bcl-2、cle-caspase-3),并抑制血管生成(下调VEGF-A、VEGFR-2)。
主要证据
在HCT-116异种移植瘤模型中,QFG处理28天后肿瘤体积和重量显著降低(P<0.01),IHC显示Ki-67、survivin、Cyclin-D1、CDK4表达降低,p21升高;TUNEL阳性细胞率升高,cle-caspase-3、Bax升高,Bcl-2降低;CD31、VEGF-A、VEGFR-2降低;Western blot显示SHh、Smo、Gli表达降低。
研究意义
QFG可能成为CRC的潜在治疗药物,但皮下异种移植模型不适用于筛选抑制肿瘤转移的药物。

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

建立结直肠癌异种移植模型

建立可评估QFG对CRC体内作用的肿瘤模型。

将HCT-116细胞与Matrigel混合后接种于BALB/c裸鼠右侧背部皮下,建立皮下异种移植瘤模型。

2

QFG体内给药及肿瘤生长监测

观察QFG对CRC移植瘤生长的影响。

给QFG组小鼠灌胃1 g/kg QFG,对照组灌胃生理盐水,每周6天,持续28天,定期测量肿瘤体积和体重。

3

检测肿瘤细胞增殖

评估QFG对CRC细胞增殖的影响。

通过IHC检测增殖标志物Ki-67、survivin、Cyclin-D1、CDK4及p21的表达。

4

检测肿瘤细胞凋亡

评估QFG对CRC细胞凋亡的影响。

使用TUNEL染色和IHC检测cle-caspase-3、Bax、Bcl-2表达。

5

检测肿瘤血管生成

评估QFG对CRC肿瘤血管生成的影响。

通过IHC检测CD31、VEGF-A和VEGFR-2的表达。

6

验证SHh信号通路变化

探究QFG抑制CRC生长的分子机制是否涉及SHh通路。

通过IHC和Western blot检测SHh、Smo、Gli的表达。

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。

验证细胞增殖变化
验证细胞凋亡变化
验证蛋白表达变化

产品清单

实验环节名称品牌货号
清解扶正颗粒粉----
RPMI-1640完全培养基Life Technologies Corp.C11875500BT
基质胶Corning354248
生理盐水Yuanye BiologyR22173
原位凋亡检测试剂盒Enzo Life SciencesTAK-MK500-KI01
抗Ki-67抗体Cell Signaling Technology#9027
抗cle-caspase-3抗体Cell Signaling Technology#9662
抗Bcl-2抗体Cell Signaling Technology#4223
抗Bax抗体Cell Signaling Technology#5023
抗survivin抗体Protein Tech Group10508-1-AP
抗p21抗体Protein Tech Group10355-1-AP
抗CD31抗体Protein Tech Group11265-1-AP
抗VEGF-A抗体Protein Tech Group19003-1-AP
抗VEGFR-2抗体Protein Tech Group26415-1-AP
抗Cyclin-D1抗体Santa Cruz Biotechnologysc-753
抗CDK4抗体Santa Cruz Biotechnologysc-16637
抗SHh抗体Santa Cruz Biotechnologysc-365122
抗Gli抗体Santa Cruz Biotechnologysc-515781
二抗----
ABC试剂----
显微镜Leica--
裂解缓冲液----
BCA蛋白定量试剂盒Pierce--
硝酸纤维素膜Millipore--
脱脂牛奶----
抗SHh抗体Biossbs-1544R
抗Smo抗体Biossbs-2801R
抗Gli抗体Biossbs-1206R
抗β-actin抗体Cell Signaling Technology#4967
HRP偶联的山羊抗小鼠IgG二抗Signalway Antibody#L3032
HRP偶联的山羊抗兔IgG二抗Signalway Antibody#L3012
SuperSignal West Pico化学发光底物----
SPSS软件----

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
动物模型建立
BALB/c裸鼠(6周龄,雄性,体重约20–22 g),HCT-116细胞2×10^6与Matrigel等体积混合后皮下注射,肿瘤体积100–300 mm^2时随机分组,每组10只。
阅读提示:见Methods中Animal models and treatment部分。
QFG给药处理
QFG剂量:1 g/kg,灌胃,每周6天,持续28天;对照组用生理盐水。
阅读提示:见Methods中Animal models and treatment部分及Abstract Methods。
肿瘤生长监测
每3天测量体重和肿瘤长径、短径,计算体积公式V=(A×B^2)/2。
阅读提示:见Methods中Animal models and treatment部分。
凋亡检测
每组3个肿瘤样本,TUNEL染色,随机5个视野,3名观察者盲法计数。
阅读提示:见Methods中TUNEL staining assay部分及图3图注。
蛋白表达检测
IHC每组3个样本,Western blot每组4个样本;抗体稀释度:IHC中Cell Signaling抗体1:500,Proteintech抗体1:200,Santa Cruz抗体1:500;Western blot中Bioss抗体1:500,Cell Signaling抗体1:1000,二抗1:5000。
阅读提示:见Methods中Immunohistochemistry assay及Western blot assay部分。