中药复方养阴解毒汤通过激活早期生长反应因子1诱导肺癌细胞凋亡

Herbal formula Yangyinjiedu induces lung cancer cell apoptosis via activation of early growth response 1.

作者信息Wenxiao Yang, Yani Kang, Qiang Zhao, Ling Bi, Lijing Jiao, Yunzhao Gu, Jun Lu, Jialin Yao, Di Zhou, Jielin Sun, Xiaodong Zhao, Ling Xu
PMID31237749
发布时间2019-09
DOI10.1111/jcmm.14501

实验完整度

包含体外细胞活力、凋亡检测、转录组及ChIP-seq分析、siRNA功能验证及体内异种移植实验等多个证据层级。

主要模型

A549细胞 NCI-H2228细胞 NCI-H1299细胞 Lewis肺癌细胞异种移植小鼠模型

重点核对

YYJD的浓度梯度(0、62.5、125、250、500、1000 μg/mL)及处理时间(24、48、72小时) siRNA敲低EGR1后处理YYJD(63 μg/mL,48小时) 体内实验中YYJD剂量(18.8 g/kg)、给药方式(灌胃)、给药频率(每日一次,持续14天) 统计方法:one-way ANOVA,P < 0.05

摘要

传统中医药(TCM)已在临床实践中广泛应用,并被证明对癌症有效。然而,其潜在机制仍有待研究。在本研究中,我们检测了中药复方养阴解毒汤(YYJD)的抗癌活性,发现YYJD对肺癌细胞具有细胞毒性。转录组分析表明,YYJD处理后,2178个基因差异表达(P < 0.05),其中1464个(67.2%)上调。在这些基因中,我们发现肿瘤抑制因子早期生长反应因子1(EGR1)被最显著激活。我们证明了EGR1在A549细胞中介导YYJD诱导的凋亡。通过剖析EGR1相关的转录网络,我们确定了275个EGR1直接靶基因,其中一些靶基因参与凋亡。最后,我们观察到YYJD在肿瘤异种移植中增强EGR1表达并诱导细胞死亡。总的来说,这些发现表明YYJD通过激活EGR1发挥其抗癌活性,从而为其在肺癌患者中的潜在临床应用提供了证据。

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
中药复方养阴解毒汤(YYJD)如何在肺癌细胞中发挥抗肿瘤作用?
核心机制
YYJD通过激活转录因子EGR1,进而调控其下游凋亡相关靶基因(如KLF11等),从而诱导肺癌细胞凋亡。
主要证据
RNA-seq和ChIP-seq分析显示EGR1为YYJD处理下最显著上调的基因,并鉴定出275个EGR1直接靶基因;siRNA敲低EGR1减弱了YYJD诱导的凋亡;体内异种移植实验显示YYJD治疗组EGR1表达增加并诱导细胞死亡。
研究意义
研究为YYJD的抗肿瘤机制提供了新见解,并为其在肺癌患者中的潜在临床应用提供了证据。

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

体外细胞毒性评估

评估YYJD对多种肺癌细胞系的细胞毒性作用。

使用CCK8试剂盒检测YYJD处理后细胞活力,并计算IC50。

2

细胞周期和凋亡分析

检测YYJD对细胞周期分布和凋亡的影响。

通过流式细胞术分析细胞周期和Annexin V-FITC/PI双染检测凋亡。

3

转录组分析

揭示YYJD处理后基因表达变化。

对YYJD处理和未处理的A549细胞进行RNA-seq,鉴定了2178个差异表达基因。

4

EGR1功能验证

验证EGR1是否介导YYJD诱导的凋亡。

使用siRNA敲低EGR1,检测敲低后YYJD对细胞活力、凋亡和EGR1表达的影响。

5

ChIP-seq分析

鉴定YYJD处理后EGR1在全基因组的结合靶点。

使用抗EGR1抗体进行ChIP,测序后分析结合位点,并鉴定EGR1直接靶基因。

6

体内肿瘤生长抑制实验

评估YYJD及其与顺铂联用在体内的抗肿瘤效果。

建立Lewis肺癌细胞异种移植模型,分别用YYJD、顺铂及其组合治疗,测量肿瘤体积和重量,并通过免疫组化检测EGR1和KLF11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。

细胞活力检测
细胞周期分析
基因功能干扰
转录因子结合位点分析

产品清单

实验环节名称品牌货号
RPMI 1640培养基Corning--
胎牛血清Gibco--
细胞计数试剂盒-8Sangon--
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒Sangon--
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
RIPA裂解液Sangon--
蛋白酶抑制剂混合物Roche--
Pierce磷酸酶抑制剂Thermo Fisher--
抗EGR1抗体 (4154)Cell Signaling Technology4154
抗GAPDH抗体 (2118)Cell Signaling Technology2118
羊抗兔IgG(H+L)高交叉吸附二抗Invitrogen--
Trizol试剂Ambion--
NEBNext Poly(A) mRNA磁分离模块 (E7490)NEBE7490
NEBNext Ultra Directional RNA文库制备试剂盒 (E7420)NEBE7420
NextSeq500测序仪Illumina--
甲醛Sigma-Aldrich--
蛋白A+G磁珠Millipore--
NEBNext Ultra II DNA文库制备试剂盒 (E7645)NEBE7645
抗EGR1抗体 (4153)Cell Signaling Technology4153
抗KLF11抗体 (bs-16096R)Biossbs-16096R
GraphPad Prism 7.0----
BD LSRFortessa流式细胞仪BD--
StepOne Plus实时荧光定量PCR系统----
顺铂----

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
细胞系与培养
细胞系来源和支原体检测状态
阅读提示:Materials and Methods 2.2 Cell culture
YYJD制备
药材种类、重量比、提取溶剂与时间
阅读提示:Materials and Methods 2.1 Preparation of YYJD
细胞活力检测
YYJD浓度(0-1000 μg/mL)、处理时间(24-72h)、细胞接种密度(5000细胞/孔)
阅读提示:Materials and Methods 2.3 Cell viability analysis and Results 3.1
细胞凋亡检测
YYJD处理时间(48h)、Annexin V-FITC/PI染色时间(30分钟)
阅读提示:Materials and Methods 2.5 Cell apoptosis analysis
RNA干扰
siRNA序列(Table S2)、转染试剂Lipofectamine 3000、YYJD处理浓度(63 μg/mL)和时间(48h)
阅读提示:Materials and Methods 2.7 RNA interference and Results 3.3
RNA-seq
细胞样本(A549)、处理条件、测序平台(Illumina NextSeq500)、参考基因组hg19、差异表达阈值
阅读提示:Materials and Methods 2.11 RNA-seq analysis
ChIP-seq
抗体(anti-EGR1 4154)、甲醛交联时间、超声片段大小、MACS2参数
阅读提示:Materials and Methods 2.12 ChIP-seq analysis
体内实验
细胞系(LLC)、小鼠品系(C57BL/6)、分组、剂量(YYJD 18.8 g/kg、顺铂2 mg/kg)、给药方式(灌胃、腹腔注射)、频率、肿瘤体积计算
阅读提示:Materials and Methods 2.9 Tumour growth assays and Results 3.5