Notch通路抑制剂DAPT加速婴儿血管瘤干细胞的体外增殖和脂肪生成

Notch pathway inhibitor DAPT accelerates in vitro proliferation and adipogenesis in infantile hemangioma stem cells.

作者信息Xing Xu, Yao Wu, Honghong Li, Juan Xie, Dongsheng Cao, Xueying Huang
PMID34777588
发布时间2021-12
DOI10.3892/ol.2021.13115

实验完整度

包含体外细胞实验(HemSCs分离、DAPT处理、增殖、凋亡、迁移、脂肪分化)及分子检测(RT-qPCR、Western blot),但缺乏动物体内验证,证据层级单一。

主要模型

婴儿血管瘤干细胞(HemSCs) 体外培养的HemSCs(原代细胞)

重点核对

HemSCs来源于20例未治疗、年龄≤6个月的婴儿血管瘤组织 DAPT处理浓度范围为2.5-40 μM,最佳浓度为40 μM 脂肪分化诱导培养基处理14天 使用CCK-8、油红O、流式细胞术和Transwell检测增殖、脂肪生成、凋亡和迁移 实验重复数n=3

摘要

Notch信号通路在脂肪生成和肿瘤发展中均至关重要。它在血管的发育和稳定性中起着重要作用,并可能参与表达各种相关受体的婴儿血管瘤的增殖期。因此,推测Notch信号通路抑制剂N-[N-(3,5-二氟苯乙酰基)-L-丙氨酰]-S-苯基甘氨酸叔丁酯(DAPT),一种γ-分泌酶抑制剂,可能有助于加速婴儿血管瘤的消退。本体外研究评估了使用DAPT抑制Notch信号通路是否能改变来源于婴儿血管瘤(IH)标本的血管瘤干细胞(HemSCs)的脂肪生成。共选取了20名未接受任何治疗、患有血管瘤的婴儿(年龄≤6个月),并获取其废弃的血管瘤组织。从新鲜、无菌的IH标本中分离出HemSCs,并用DAPT处理。采用逆转录定量PCR和蛋白质印迹法验证DAPT对Notch信号通路的抑制作用。使用增殖实验(Cell Counting Kit-8)、油红O染色、流式细胞术和transwell实验检测HemSCs的增殖、脂肪生成、凋亡和迁移。DAPT处理上调了CCAAT/增强子结合蛋白(C/EBP)α、C/EBPβ、过氧化物酶体增殖物激活受体-γ、脂联素和胰岛素样生长因子1的表达水平,并在体外促进了HemSCs的增殖、凋亡、迁移和脂质积累。使用DAPT靶向Notch信号通路可能加速婴儿血管瘤的消退。

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
抑制Notch信号通路是否能够改变来源于婴儿血管瘤的HemSCs的脂肪生成,从而加速血管瘤消退?
核心机制
DAPT抑制Notch信号通路,可能通过诱导IGF-1信号通路促进HemSCs的脂肪生成和凋亡。
主要证据
体外实验显示,DAPT处理上调C/EBPα、C/EBPβ、PPARγ、脂联素和IGF-1的表达,并促进HemSCs的增殖、凋亡、迁移和脂质积累。
研究意义
DAPT可能有助于驱动婴儿血管瘤的消退,但仍需进一步的动物体内研究验证,并可能为加速IH消退提供治疗策略。

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

HemSCs的分离与鉴定

从婴儿血管瘤组织中分离并鉴定HemSCs,确保实验细胞为CD133阳性细胞。

收集20例未治疗婴儿的血管瘤组织,剪碎消化后通过磁珠分选获得CD133阳性HemSCs,并使用流式细胞仪鉴定CD133阳性率。

2

DAPT抑制Notch通路的浓度筛选

确定DAPT抑制Notch信号通路的最佳浓度,用于后续实验。

以不同浓度DAPT(0, 2.5, 5, 10, 20, 40 µM)处理HemSCs,通过RT-qPCR和Western blot检测Notch-1和Notch-3的表达,选择表达最低的浓度(40 µM)作为最佳浓度。

3

DAPT对HemSCs增殖的影响

评估DAPT对HemSCs增殖的影响,并确定剂量-反应关系。

用不同浓度DAPT(0, 10, 20, 40, 60 µM)处理HemSCs 72小时,通过CCK-8检测细胞活力;随后用最佳浓度(40 µM)处理0-96小时,绘制增殖曲线。

4

DAPT对HemSCs脂肪生成的影响

评估DAPT是否促进HemSCs的脂肪生成。

用40 µM DAPT处理HemSCs后,在脂肪分化培养基中培养14天,通过油红O染色评估脂滴形成,并通过RT-qPCR和Western blot检测脂肪生成相关基因(PPARγ, C/EBPα, C/EBPβ, 脂联素, IGF-1)的表达。

5

DAPT对HemSCs凋亡的影响

评估DAPT对HemSCs凋亡的影响。

用40 µM DAPT处理HemSCs 24小时,或在脂肪分化14天后,通过Annexin V/PI染色和流式细胞术检测凋亡细胞比例。

6

DAPT对HemSCs迁移的影响

评估DAPT对HemSCs迁移能力的影响。

用40 µM DAPT处理HemSCs 24小时,然后进行Transwell迁移实验,结晶紫染色后计数迁移细胞。

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
DMEM(高糖)Cytiva--
胎牛血清Biological Industries--
青霉素-链霉素Beyotime Institute of Biotechnology--
胶原酶R溶液SERVA Electrophoresis GmbH--
内皮细胞培养基ScienCell Research Laboratories, Inc.--
BD LSR II流式细胞仪Becton, Dickinson and Company--
TruCount管BD Biosciences--
96孔板Corning, Inc.--
DAPTBeyotime Institute of Biotechnology--
细胞计数试剂盒-8Dojindo Molecular Technologies, Inc.--
酶标仪(ELx800)BioTek Instruments, Inc.--
6孔板Corning, Inc.--
二甲基亚砜Beyotime Institute of Biotechnology--
脂肪分化培养基(GUXMX-90031)Cyagen Biosciences, Inc.GUXMX-90031
TRIzol试剂Invitrogen; Thermo Fisher Scientific, Inc.--
PrimeScript RT试剂盒Takara Biotechnology Co., Ltd.--
SYBR Premix Ex Taq IITakara Biotechnology Co., Ltd.--
无DNA酶/RNA酶水Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.--
CFX Connect实时荧光定量PCR仪Bio-Rad Laboratories, Inc.--
RIPA裂解缓冲液Beyotime Institute of Biotechnology--
蛋白酶抑制剂Pierce; Thermo Fisher Scientific, Inc.--
Bradford蛋白定量试剂盒Beyotime Institute of Biotechnology--
SDS-PAGE凝胶Wuhan Servicebio Technology Co., Ltd.--
PVDF膜Cell Signaling Technology, Inc.--
抗β-actin抗体Affinity BiosciencesAF7018
抗Notch-1抗体Wanleibio Co., Ltd.WL01991
抗Notch-3抗体Wanleibio Co., Ltd.WL02051
抗PPARγ抗体BIOSSBS-0530R-2
抗C/EBPα抗体BIOSSBS-1630R
抗C/EBPβ抗体BIOSSBS-1396R
抗脂联素抗体BIOSSBS-0471R
抗IGF-1抗体BIOSSBS-0014R
HRP标记二抗OriGene Technologies, Inc.ZB2301
增强化学发光试剂Beyotime Institute of Biotechnology--
油红OSigma-Aldrich; Merck KGaA--
异丙醇----
倒置光学显微镜Nikon Corporation--
凋亡检测试剂盒(Annexin V-FITC/PI)Beyotime Institute of Biotechnology--
BD LSR II流式细胞仪Becton, Dickinson and Company--
TruCount管BD Biosciences--
Transwell小室----
结晶紫----

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
HemSCs分离与鉴定
组织来源(20例未治疗婴儿,年龄≤6个月),CD133磁珠分选步骤,培养条件(ECM含10% FBS和1% PS)
阅读提示:Materials and methods: Isolation and identification of HemSCs
DAPT处理
DAPT浓度(2.5-40 µM,最佳40 µM),DMSO浓度(<0.25%),处理时间(24小时)
阅读提示:Materials and methods: DAPT treatment and proliferation assay
增殖检测
细胞密度(1.0×10^3 cells/well),DAPT浓度,处理时间(72小时),CCK-8孵育时间(4小时),检测波长(490 nm)
阅读提示:Materials and methods: DAPT treatment and proliferation assay
脂肪分化
细胞密度(5.0×10^4 cells/well),分化培养基(GUXMX-90031),分化时间(14天),换液频率(每72小时)
阅读提示:Materials and methods: Adipogenic differentiation
凋亡检测
细胞密度(1.0×10^6 cells/well),DAPT浓度(40 µM),处理时间(24小时),染色和流式步骤
阅读提示:Materials and methods: Apoptosis assay
迁移检测
细胞数量(2×10^4 cells),下室ECM含30% FBS,迁移时间(24小时),染色和计数方法
阅读提示:Materials and methods: Transwell assay