热灭活两歧双歧杆菌通过Akt-p53依赖性线粒体凋亡在异种移植模型中对人胃癌的抗肿瘤作用

Anti-Tumor Effect of Heat-Killed Bifidobacterium bifidum on Human Gastric Cancer through Akt-p53-Dependent Mitochondrial Apoptosis in Xenograft Models.

作者信息SukJin Kim, Hwan Hee Lee, Wonhyeok Choi, Chang-Ho Kang, Gun-Hee Kim, Hyosun Cho
PMID36077182
发布时间2022-08-29
DOI10.3390/ijms23179788

实验完整度

高

包含体外细胞毒性、凋亡筛选及体内异种移植模型,并通过Western blot和IHC验证Akt-p53凋亡机制,证据层级较完整。

主要模型

人胃癌MKN1细胞 BALB/c裸鼠异种移植模型(植入MKN1细胞)

重点核对

BALB/c裸鼠皮下注射5×10^6 MKN1细胞/只 口服给药19天,每日一次,剂量为1×10^9或3×10^9 cells/mouse 对照组为饮用水,处理组包括单菌株或1:1:1混合物 肿瘤体积和重量在给药后测量

摘要

副益生菌,即灭活的微生物细胞,可调节免疫系统,并在免疫力低下或老年患者中表现出抗氧化和抗炎活性。本研究评估了热灭活双歧杆菌和乳杆菌在体外对人胃癌MKN1细胞以及在体内异种移植动物模型中的抗肿瘤作用。首先,分别使用MTT法或流式细胞术检查了11种不同热灭活双歧杆菌或乳杆菌菌株对MKN1细胞的细胞毒性和凋亡作用。然后,将人胃癌MKN1细胞植入BALB/c裸鼠异种移植动物模型,并口服给予选定的一种或混合热灭活细菌菌株,以研究其对肿瘤生长的抑制作用。此外,使用蛋白质印迹法或免疫组织化学染色分析了肿瘤组织中p-Akt、p53、Bax、Bak、cleaved caspase-9、-3和PARP的表达。结果表明,热灭活B. bifidum MG731(MG731)、L. reuteri MG5346(MG5346)和L. rhamnosus MG5200(MG5200)在MKN1细胞中诱导的凋亡相对高于其他菌株。口服单独或混合的MG731、MG5346或MG5200可显著延缓肿瘤生长,其中MG731在异种移植模型中具有最有效的抗肿瘤作用。异种移植模型来源的肿瘤中p-Akt、p53、Bax、cleaved caspase-3和-9以及PARP的蛋白表达与免疫组织化学染色的结果相关。

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
热灭活双歧杆菌和乳杆菌对人胃癌是否具有抗肿瘤作用及其分子机制。
核心机制
通过Akt-p53依赖性线粒体凋亡途径:下调p-Akt,上调p53、Bax、Bak,激活caspase-9、caspase-3及PARP。
主要证据
体外MTT和流式细胞术显示MG731等诱导凋亡;体内异种移植模型显示肿瘤生长抑制,Western blot和IHC验证蛋白表达变化。
研究意义
热灭活B. bifidum MG731对胃肠癌具有潜在治疗价值,因其对结直肠癌和胃癌均显示出优异抗肿瘤效果。

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

体外筛选细胞毒性菌株

筛选对胃癌MKN1细胞具有细胞毒性的热灭活菌株。

MKN1细胞用1×10^8或1×10^9 cells/mL的11种热灭活菌株处理24小时,MTT法检测细胞活力,并观察形态变化。

2

体外检测凋亡诱导作用

评估热灭活菌株对MKN1细胞的凋亡诱导能力。

MKN1细胞用1×10^9 cells/mL的11种菌株处理24小时,Annexin V-FITC/PI染色后流式细胞术分析凋亡率。

3

体内异种移植模型评估抗肿瘤效果

验证筛选出的菌株在体内对胃癌肿瘤生长的抑制作用。

BALB/c裸鼠皮下注射MKN1细胞,口服给予单一或混合菌株19天,测量肿瘤体积和重量。

4

分子机制分析

阐明抗肿瘤作用的分子机制,验证凋亡信号通路蛋白表达。

从肿瘤组织提取蛋白进行Western blot检测p-Akt、Akt、p53、Bax、Bak、caspase-9、caspase-3、PARP表达;并进行IHC染色验证。

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Corning Inc.--
青霉素/链霉素Gibco--
胎牛血清Young-In Frontier--
MTT溶液----
二甲基亚砜Sigma-Aldrich--
Annexin V-FITC凋亡检测试剂盒IRoche--
抗Akt抗体Cell Signaling Technology9272
抗p-Akt抗体Cell Signaling Technology4060
抗p53抗体Cell Signaling Technology2527
抗Bax抗体Cell Signaling Technology2774
抗Bak抗体Cell Signaling Technology21205
凋亡检测套件Cell Signaling Technology9915
抗GAPDH抗体Cell Signaling Technology5174
抗兔IgG抗体Cell Signaling Technology7074
抗小鼠IgG抗体Cell Signaling Technology7076
抗cleaved caspase-3抗体Cell Signaling Technology9664
抗cleaved PARP抗体Cell Signaling Technology5625
抗cleaved caspase-9抗体Signalway AntibodySN-40504
小鼠抗兔IgG-HRPSanta Cruzsc-2537
DAB显色试剂Vector Laboratories--
提取缓冲液Intron Biotechnology--
Bradford蛋白定量试剂盒GenDEPOT--
PVDF膜Merck Millipore--
化学发光检测系统Bio-Rad--
光学显微镜NikonEclipse
酶标仪BMG Labtech--
流式细胞仪Merck MilliporeEasyCyte

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
体外细胞毒性
MKN1细胞密度、处理浓度(1×10^8或1×10^9 cells/mL)、处理时间(24小时)、MTT浓度(1 mg/mL)及孵育时间(4小时)
阅读提示:Methods 4.3 Cell Cytotoxicity
体外凋亡检测
MKN1细胞密度(1×10^6 cells/well)、处理浓度(1×10^9 cells/mL)、处理时间(24小时)、Annexin V-FITC/PI染色时间(15分钟)
阅读提示:Methods 4.5 Annexin V-FITC/Propidium Iodide Staining Assay
体内异种移植模型
BALB/c裸鼠周龄(5周龄)、MKN1细胞注射剂量(5×10^6 cells/mouse)、给药浓度(1×10^9或3×10^9 cells/mouse)、给药时间(19天)、分组(六组)、样本量(n=6)
阅读提示:Methods 4.6 Human Gastric Cancer Xenografts in BALB/c Nude Mice
蛋白表达分析(Western blot)
使用的抗体及稀释条件(文中未明确说明)、蛋白提取方法、内参(GAPDH)
阅读提示:Methods 4.7 Western Blotting
免疫组化分析
使用的抗体及稀释条件(文中未明确说明)、切片厚度(4 μM)、孵育条件(PBST,4°C过夜)、二抗孵育时间(2小时)
阅读提示:Methods 4.8 Immunohistochemistry (IHC)