人参皂苷Rb1通过干扰β-catenin/TCF4相互作用减轻胃黏膜癌前病变

Ginsenoside Rb1 Lessens Gastric Precancerous Lesions by Interfering With β-Catenin/TCF4 Interaction.

作者信息Jinhao Zeng, Xiao Ma, Ziyi Zhao, Yu Chen, Jundong Wang, Yanwei Hao, Junrong Yu, Zhongzhen Zeng, Nianzhi Chen, Maoyuan Zhao, Jianyuan Tang, Daoyin Gong
PMID34594214
发布时间2021-09-14
DOI10.3389/fphar.2021.682713

实验完整度

研究包含大鼠模型、人体标本、抗体芯片、免疫组化、免疫沉淀、Western blot、qRT-PCR、TUNEL等多层级实验,并进行了功能验证和机制验证。

主要模型

SD大鼠(MNNG诱导GPL模型) 人胃黏膜标本(GPL样本94例,正常样本85例)

重点核对

大鼠分组:正常组、模型组、GRb1组,每组10只 MNNG浓度:200 μg/ml,自由饮用20周 GRb1剂量:3.6 mg/kg,灌胃,每日一次,持续20周 β-catenin核转位与病理分级相关性(人样本) β-catenin/TCF4相互作用(免疫沉淀)

摘要

背景:寻找治疗胃黏膜癌前病变(GPL)的新型有效疗法对于降低胃癌发病率至关重要。人参皂苷Rb1(GRb1)是人参中的主要人参皂苷,已被证明具有多种生物活性。然而,GRb1是否能保护胃黏膜免受癌前病变的影响及其潜在机制尚未被探索。方法:我们在大体、显微和超微结构水平上评估了GRb1对大鼠胃黏膜癌前病变的影响。然后,采用抗体芯片技术筛选差异表达蛋白(DEPs)。使用免疫组织化学、qRT-PCR、TUNEL细胞凋亡检测、免疫沉淀和免疫印迹法对靶向DEP进行验证并研究其可能机制。结果:发现GRb1可逆转MNNG诱导的GPL大鼠的肠上皮化生和部分异型增生。抗体芯片分析显示,与对照组大鼠相比,GPL大鼠中有7种DEPs(5种上调,2种下调)。在这些DEPs中,β-catenin、beta-NGF和FSTL1在GRb1给药后显著下调。我们的验证结果显示,在动物GPL样本中,β-catenin蛋白表达增强并发生核转位。此外,对人胃标本的分析表明,β-catenin上调和核转位与晚期GPL病理显著相关。GRb1干预不仅降低了β-catenin的蛋白表达和核转位,还干扰了β-catenin/TCF4的相互作用。与此同时,在GRb1处理的GPL大鼠中,观察到下游靶基因(包括c-myc、cyclin D1和Birc5)的转录和蛋白表达水平下降。结论:GRb1能够预防GPL的发生和进展,其机制可能是通过减少β-catenin的蛋白表达和核转位以及干扰β-catenin/TCF4的相互作用。

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
GRb1是否能减轻GPL及其潜在机制是否涉及β-catenin/TCF4相互作用?
核心机制
GRb1通过下调β-catenin蛋白表达并抑制其核转位,同时干扰β-catenin/TCF4相互作用,从而抑制Wnt/β-catenin信号通路下游靶基因(c-myc、cyclin D1、Birc5)的转录和表达,抑制细胞增殖并促进凋亡。
主要证据
在MNNG诱导的GPL大鼠模型上,GRb1改善了病理形态并逆转肠化生和部分异型增生;抗体芯片筛选出β-catenin、beta-NGF、FSTL1等DEPs;免疫组化显示GRb1降低β-catenin表达和核转位;免疫沉淀和Western blot显示GRb1干扰β-catenin/TCF4相互作用;qRT-PCR和Western blot显示下游靶基因c-myc、cyclin D1、Birc5表达下降;人样本分析显示β-catenin核转位与晚期GPL显著相关。
研究意义
本研究为GRb1作为GPL潜在治疗药物的临床使用提供了实验依据。

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

建立GPL大鼠模型及GRb1干预

评估GRb1对MNNG诱导的GPL大鼠的保护作用。

SD大鼠随机分为正常组、模型组和GRb1组,模型组和GRb1组自由饮用MNNG溶液(200 μg/ml)20周,GRb1组自第一天起每日灌胃GRb1(3.6 mg/kg),正常组和模型组灌胃生理盐水。

2

大体及病理形态学评估

观察GRb1对GPL大鼠胃黏膜宏观、显微及超微结构的影响。

通过肉眼观察、HE染色和透射电镜评估胃黏膜的病理形态变化,包括腺体结构、细胞异型性、细胞核形态和细胞器改变。

3

肠上皮化生评估

评估GRb1对GPL大鼠肠上皮化生(IM)程度的影响。

采用AB-PAS染色和HID-PAS染色分别评估IM病变和结肠型化生(C-IM)。

4

抗体芯片筛选差异表达蛋白

筛选GPL模型大鼠与正常大鼠之间的差异表达蛋白(DEPs),并鉴定GRb1作用的靶标。

使用Rat antibody array 90玻璃片试剂盒检测90种大鼠蛋白的表达,通过生物素标记和荧光扫描,并使用limma包分析差异表达蛋白。

5

验证β-catenin表达及核转位

验证β-catenin在人GPL标本和动物模型中的表达及亚细胞定位,并分析其与临床病理特征的关系。

通过免疫组化检测人GPL标本(94例)和正常胃黏膜(85例)中β-catenin的表达和定位,并进行统计学分析;同时检测动物模型中β-catenin的表达和核转位。

6

验证β-catenin/TCF4相互作用

检测GRb1是否影响β-catenin与TCF4的结合。

使用免疫沉淀(IP)方法,以β-catenin抗体沉淀复合物,然后通过Western blot检测TCF4。

7

检测下游靶基因表达

分析GRb1对β-catenin下游靶基因转录和蛋白表达的影响。

采用qRT-PCR检测c-myc、cyclin D1、c-jun、Wisp1和Birc5的mRNA水平,Western blot检测蛋白水平。

8

检测细胞增殖和凋亡

评估GRb1对GPL大鼠胃上皮细胞增殖和凋亡的影响。

通过免疫组化检测PCNA和Ki-67表达,TUNEL凋亡检测评估细胞凋亡率。

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
人参皂苷Rb1Hefei Bomei BiotechnologyBZP0234
大鼠抗体芯片90玻璃片试剂盒RayBiotechAAR-BLG-1
β-catenin抗体Thermo Fisher ScientificMA1-301
TCF-4抗体abcamab134275
PCNA抗体abcamab18197
Ki67抗体Novus BiologicalsNB500-170
HRP/Fab聚合物偶联物Zhongshan Goldenbridge BiotechnologyPV-6000-D
TUNEL细胞凋亡检测试剂盒Boster Biological TechnologyMK1025
蛋白A/G琼脂糖珠Santa Cruz Biotechnologysc-2003
BCA蛋白定量试剂盒Pierce Scientific23227
TRIzol试剂盒ServicebioG3013
RevertAid第一链cDNA合成试剂盒Thermo Fisher ScientificK1621
StepOne Plus实时荧光定量PCR系统Applied Biosystems--
IX71显微镜Olympus Corporation--
H-7650透射电子显微镜Hitachi--
InnoScan 300微阵列扫描仪Innopsys--
NanoDrop 2000分光光度计Thermo Fisher Scientific--
Image Pro Plus 6.0软件Media Cybernetics--

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
大鼠品系、体重、性别比例;MNNG浓度和给药方式;GRb1剂量、给药途径和频率;模型持续时间
阅读提示:Materials and Methods: Animals; GPL Model and GRb1 Treatment
组织病理学分析
切片厚度;染色方法;显微镜放大倍数;评估者盲法
阅读提示:Materials and Methods: Hematoxylin and Eosin Staining; Transmission Electron Microscope; Alcian Blue-Periodic Acid Schiff and High Iron Diamine Staining; Figure legends 2
抗体芯片筛选
芯片类型;样品制备方法;蛋白定量方法;扫描波长;差异表达的定义
阅读提示:Materials and Methods: Antibody Array Assay; Figure 3
免疫组化检测
抗体稀释度;抗原修复条件;评分标准;盲法评估
阅读提示:Materials and Methods: Immunohistochemistry; Figure 4
蛋白相互作用检测
免疫沉淀抗体;蛋白上样量;洗涤次数;检测方法
阅读提示:Materials and Methods: Immunoprecipitation and Immunoblotting; Figure 4E,F
基因表达分析
RNA提取方法;cDNA合成试剂;PCR引物序列;内参基因;数据分析方法
阅读提示:Materials and Methods: Reverse Transcription and Quantitative Real-Time PCR
统计分析
统计方法;差异显著性标准;数据表示形式
阅读提示:Materials and Methods: Statistical Analysis