Aaptamine抑制非小细胞肺癌的增殖与进展

Aaptamine attenuates the proliferation and progression of non-small cell lung carcinoma.

作者信息Kaikai Gong, Shuang Miao, Lijuan Yang, Yan Wu, Jiwei Guo, Weiwei Chen, Juanjuan Dai, Jing Du, Sichuan Xi
PMID33027592
发布时间2020-12
DOI10.1080/13880209.2020.1822420

实验完整度

研究包含体外细胞实验,涵盖增殖、周期、凋亡、迁移和蛋白表达分析,但缺乏动物模型或患者样本,实验完整度中等。

主要模型

A549细胞系 H1299细胞系

重点核对

aaptamine浓度(0, 8, 16, 32 μg/mL) 处理时间(48小时) 细胞系(A549和H1299) 细胞增殖检测方法CCK-8 关键蛋白表达分析(Western blot)

摘要

背景:Aaptamine是一种强效的海洋来源的非传统候选药物,对抗人类癌症。然而,关于aaptamine介导的肺癌细胞抑制的潜在分子机制仍未明确。目的:检测aaptamine对非小细胞肺癌(NSCLC)增殖和进展的抑制作用,并解析其抗癌功能中涉及的潜在机制。材料与方法:采用体外细胞增殖、细胞周期分析、克隆形成、凋亡和迁移实验来检测aaptamine(8, 16和32 μg/mL)对NSCLC细胞的抑制作用。当细胞用单一药物或联合处理48小时后,使用western blotting分析蛋白质表达水平。结果:Aaptamine显著抑制A549和H1299细胞增殖,IC50值分别为13.91和10.47 μg/mL。在16和32 μg/mL浓度下,aaptamine显著降低克隆形成能力,增强细胞凋亡,并减少运动和侵袭性细胞表型。此外,aaptamine通过选择性减弱细胞周期调控驱动因子(CDK2/4和Cyclin D1/E)将细胞周期阻滞在G1期。Western blotting结果显示,aaptamine减弱MMP-7、MMP-9的蛋白表达,并上调cleaved-PARP和cleaved-caspase 3的表达。此外,aaptamine通过特异性降解磷酸化的AKT和GSK3β抑制PI3K/AKT/GSK3β信号级联。讨论与结论:Aaptamine通过选择性靶向PI3K/AKT/GSK3β通路减缓NSCLC细胞的增殖和侵袭,表明其作为抑制人类NSCLC肿瘤发生和进展的潜在化疗药物。

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
aaptamine对非小细胞肺癌细胞增殖和进展的抑制作用及其潜在分子机制是什么?
核心机制
aaptamine通过选择性去磷酸化AKT和GSK3β,抑制PI3K/AKT/GSK3β信号通路,下调细胞周期调控因子CDK2/4和Cyclin D1/E,并可能通过诱导凋亡和抑制迁移侵袭相关蛋白发挥抗癌作用。
主要证据
CCK-8实验显示aaptamine以剂量和时间依赖性抑制A549和H1299细胞增殖;流式细胞术和Western blot显示诱导凋亡和G1期阻滞,下调CDK2/4、Cyclin D1/E、MMP7/9,并上调cleaved-PARP和cleaved-caspase 3;Western blot证实p-AKT和p-GSK3β水平降低。
研究意义
研究表明aaptamine是靶向细胞周期相关信号通路治疗NSCLC的潜在化疗药物,为进一步临床研究提供了依据。

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

细胞增殖检测

评估aaptamine对NSCLC细胞活力的抑制作用

使用CCK-8试剂盒检测不同浓度aaptamine处理A549和H1299细胞不同时间后的细胞活力,计算IC50和增殖曲线。

2

克隆形成实验

评估aaptamine对NSCLC细胞克隆形成能力的影响

细胞以500细胞/孔接种于12孔板,培养24小时后用不同浓度aaptamine处理48小时,再在无药培养基中培养10-12天,固定染色后计数克隆数。

3

细胞凋亡检测

评估aaptamine对NSCLC细胞凋亡的影响

细胞用不同浓度aaptamine处理48小时后,收集细胞,用Annexin V-FITC/PI染色,流式细胞仪检测凋亡细胞比例。

4

细胞迁移检测

评估aaptamine对NSCLC细胞迁移能力的影响

细胞接种于12孔板,用200 μL移液器枪头划痕,然后用含不同浓度aaptamine的无血清培养基培养,在0、24、48小时拍照测量伤口宽度,计算迁移率。

5

细胞侵袭检测

评估aaptamine对NSCLC细胞侵袭能力的影响

细胞用不同浓度aaptamine处理48小时后,将3000个细胞接种于Transwell上室(无血清培养基),下室含20% FBS的培养基,培养60小时后固定染色,计数侵袭细胞。

6

细胞周期分析

评估aaptamine对NSCLC细胞周期分布的影响

细胞用不同浓度aaptamine处理48小时后,收集细胞,PI染色,流式细胞仪分析细胞周期分布。

7

基因和蛋白表达分析

检测aaptamine对细胞周期相关基因和蛋白表达的影响

细胞用不同浓度aaptamine处理48小时后,提取RNA进行RT-qPCR检测CDK2, CDK4, Cyclin D1, Cyclin E的mRNA水平;提取蛋白进行Western blot检测CDK2, CDK4, Cyclin D1, Cyclin E, p-PI3K, PI3K, p-AKT, AKT, p-GSK3β, GSK3β, MMP7, MMP9, cleaved-PARP, cleaved-caspase 3等蛋白的表达。

8

信号通路验证

验证aaptamine是否通过PI3K/AKT/GSK3β通路发挥作用

使用AKT抑制剂perifosine和激活剂EGF与aaptamine联合处理细胞,检测细胞增殖和AKT/GSK3β磷酸化水平的变化。

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
Aaptamine--85547-22-4
哌立福辛Beyotime--
表皮生长因子Preprotech--
RPMI-1640培养基Biological Industries--
胎牛血清Biological Industries--
青霉素/链霉素Sangon--
胰蛋白酶Sangon--
细胞计数试剂盒-8Dojindo--
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒Vazyme--
细胞裂解缓冲液Beyotime Biotechnology--
Pierce BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific--
PVDF膜Millipore--
化学发光HRP底物Millipore--
碘化丙啶Sangon--
结晶紫Sangon--
Trizol试剂TransGen Biotech--
TransScript All-in-One第一链cDNA合成试剂盒TransGen Biotech--
2× SYBR Green预混液Qiagen--
CDK2抗体Bioworld TechnologyBS9875M
CDK4抗体Bioworld TechnologyBS90281
Cyclin D1抗体Bioworld TechnologyBS1741
Cyclin E抗体Bioworld TechnologyBS90358
p-CDK4抗体AffinityAF8007
p-CDK2抗体BiossBS3483
p-PI3K抗体Immunoway BiotechnologyB2501
PARP抗体Immunoway BiotechnologyYT6210
Caspase 3抗体Immunoway BiotechnologyYT6113
α-微管蛋白抗体Cell Signaling Technology2125
Cleaved-PARP抗体Cell Signaling Technology9548
Cleaved-caspase 3抗体Cell Signaling Technology9661
MMP9抗体Cell Signaling Technology13667
MMP7抗体Cell Signaling Technology3801
PI3K抗体Cell Signaling Technology4257
AKT抗体Cell Signaling Technology4691
p-AKT (Ser473)抗体Cell Signaling Technology9271
GSK3β抗体Cell Signaling Technology12456
p-GSK3β抗体Cell Signaling Technology5558
HRP标记的兔二抗Cell Signaling Technology--
HRP标记的小鼠二抗Cell Signaling Technology--
酶标仪Bio-Rad--
奥林巴斯光学显微镜IX 53Olympus--
ChemiDoc XRS+成像系统Bio-Rad--
Accuri C6流式细胞仪BD--

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
细胞增殖检测
aaptamine浓度(0, 3.125, 6.25, 12.5, 25, 50 μg/mL),处理时间(48小时),细胞密度(3000细胞/孔),CCK-8孵育时间(4小时),波长(450和630 nm)
阅读提示:Materials and methods: Cell viability assay; Figure 1(B,C)
克隆形成实验
细胞密度(500细胞/孔),aaptamine浓度(0, 8, 16, 32 μg/mL),处理时间(48小时),无药培养时间(10-12天)
阅读提示:Materials and methods: Cell cycle assay (原文如此); Figure 1(D,E)
细胞凋亡检测
aaptamine浓度(0, 8, 16, 32 μg/mL),处理时间(48小时),Annexin V/PI染色条件(4°C 30分钟)
阅读提示:Materials and methods: Cell apoptosis assay; Figure 3(A,B)
细胞迁移和侵袭实验
aaptamine浓度(0, 8, 16, 32 μg/mL),处理时间(48小时),划痕实验中使用无血清培养基,Transwell实验中下室含20% FBS,侵袭时间(60小时)
阅读提示:Materials and methods: Wound healing assay, Transwell assay; Figure 2
细胞周期分析
aaptamine浓度(0, 8, 16, 32 μg/mL),处理时间(48小时),PI染色,细胞周期分析方法
阅读提示:Materials and methods: Cell cycle assay (原文如此); Figure 4(A,B)
RT-qPCR
aaptamine浓度(0, 8, 16, 32 μg/mL),处理时间(48小时),RNA提取方法,cDNA合成试剂盒,qPCR Master Mix,引物序列
阅读提示:Materials and methods: Reverse transcriptase quantitative real-time PCR (qRT-PCR); Figure 4(C)
Western blot
aaptamine浓度(0, 8, 16, 32 μg/mL),处理时间(48小时),蛋白裂解缓冲液(含蛋白酶和磷酸酶抑制剂),BCA定量,一抗稀释比例(1:1000),二抗,ECL检测
阅读提示:Materials and methods: Western blot analysis; Figures 2(E,F), 3(C,D), 4(D,E), 5, 6
通路验证实验
aaptamine浓度(32 μg/mL),perifosine浓度(20 μM),EGF浓度(100 ng/mL),处理时间(48小时),CCK-8检测,Western blot检测p-AKT, AKT, p-GSK3β, GSK3β
阅读提示:Results: Aaptamine deactivates PI3K/AKT/GSK3β axis...; Figure 6