双氢青蒿素联合顺铂对HepG2细胞增殖、凋亡和迁移的影响

Effects of dihydroartemisinin combined with cisplatin on proliferation, apoptosis and migration of HepG2 cells.

作者信息Qi Rao, Ruochan Li, He Yu, Lei Xiang, Bin He, Fenghua Wu, Gang Zhao
PMID35782905
发布时间2022-06
DOI10.3892/ol.2022.13395

实验完整度

体外实验为主,包括CCK-8、集落形成、流式凋亡、AO/EB染色、伤口愈合、Transwell、western blot和明胶酶谱验证,但缺乏动物模型和体内验证。

主要模型

HepG2肝癌细胞系 体外培养模型

重点核对

HepG2细胞来源:中国科学院典型培养物保藏委员会细胞库 DHA浓度:100 μM;DDP浓度:低剂量10 μg/ml,中剂量15 μg/ml,高剂量20 μg/ml,处理24或48小时 细胞分组:对照组、DHA单药组、DDP单药组(MD、HD)及DHA联合DDP组(LD、MD) 关键检测:CCK-8、集落形成、Annexin V/PI流式、AO/EB染色、伤口愈合、Transwell、western blot、明胶酶谱 统计分析:单因素方差分析(Tukey事后检验)或非配对t检验,P<0.05为显著

摘要

顺铂(DDP)是一种强效且广泛应用的化疗药物。然而,其对肝癌的临床疗效受到不良反应和耐药性发展的限制。联合治疗可能缓解这些问题。双氢青蒿素(DHA)是青蒿素的第一代衍生物。DDP联合DHA对肝癌的作用此前尚未被研究。因此,本研究旨在探讨DHA联合DDP对HepG2细胞的影响及其潜在的分子机制。用不同浓度的DHA和/或DDP处理HepG2细胞。采用Cell Counting Kit-8实验评估细胞活力。通过流式细胞术、吖啶橙/溴化乙锭(AO/EB)荧光双染和集落形成实验定量细胞增殖和凋亡。通过Transwell和伤口愈合实验定量细胞迁移。通过western blotting检测HepG2细胞中Fas、Fas相关死亡结构域(FADD)、pro-caspase-3、cleaved caspase-3、pro-caspase-8、cleaved caspase-8、Bax、Bcl-2、E-cadherin和N-cadherin的蛋白表达水平。明胶酶谱法用于评估HepG2细胞分泌到上清液中的MMP-9水平。与仅用DDP处理的细胞相比,DHA和DDP联合处理后,凋亡细胞百分比显著增加,而细胞增殖和迁移显著减少。DHA和DDP联合使用显著抑制MMP-9的表达,显著增加Fas、FADD、Bax和E-cadherin的蛋白表达水平,显著增加cleaved caspase-3和cleaved caspase-8与前体蛋白的比值,并显著降低Bcl-2和N-cadherin的蛋白表达水平。本研究的发现表明,DHA可能与DDP协同作用,可能促进凋亡和抑制上皮-间质转化,用于治疗肝癌。

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
双氢青蒿素(DHA)联合顺铂(DDP)是否增强对肝癌HepG2细胞增殖、凋亡和迁移的抑制作用,以及其潜在分子机制。
核心机制
DHA与DDP联合通过Fas死亡受体信号通路和线粒体凋亡信号通路增强凋亡,并通过调节E-cadherin、N-cadherin和MMP-9表达抑制上皮-间质转化。
主要证据
CCK-8和集落形成实验显示联合组增殖抑制增强;Annexin V/PI流式和AO/EB染色显示联合组凋亡率升高;western blot显示Fas、FADD、Bax、cleaved caspase-3/8升高及Bcl-2降低;明胶酶谱显示MMP-9降低,E-cadherin升高、N-cadherin降低。
研究意义
作者提出DHA可能作为DDP的新型抗肿瘤增敏剂,为DHA与DDP联合用于肝癌临床治疗提供实验依据。

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

细胞活力检测

评估不同浓度DHA和DDP单药及联合处理对HepG2细胞活力的抑制效果。

使用CCK-8试剂盒检测HepG2细胞活力,细胞以4×10^3/孔接种96孔板,分别用不同浓度DHA(37.5-400 μM)和DDP(5-40 μg/ml)处理24小时,或联合处理24、48小时,然后加入10% CCK-8孵育2小时,测450nm吸光度。

2

增殖能力检测

评估DHA联合DDP对HepG2细胞集落形成能力(增殖)的影响。

HepG2细胞以500/孔接种六孔板,用上述浓度的DHA和/或DDP处理12小时,换新鲜培养基后培养2周,固定、Giemsa染色,计数超过50个细胞的集落数。

3

细胞凋亡检测(AO/EB双染)

观察DHA联合DDP诱导的细胞凋亡形态变化。

HepG2细胞以5×10^5/孔接种于六孔板盖玻片上,处理24小时后,用AO/EB染色5分钟,荧光显微镜观察凋亡细胞并计算凋亡率。

4

细胞凋亡检测(流式细胞术)

定量评估DHA联合DDP对HepG2细胞凋亡率的影响。

1×10^6/孔HepG2细胞处理24小时后,收集、用FITC-Annexin V和PI染色,通过流式细胞仪检测凋亡细胞百分比。

5

细胞迁移检测(伤口愈合)

评估DHA联合DDP对HepG2细胞迁移能力的影响。

HepG2细胞1×10^6/孔接种六孔板,划痕后,用无血清培养基和上述浓度药物处理24小时,通过测量伤口面积变化计算迁移率。

6

细胞迁移检测(Transwell)

进一步验证DHA联合DDP对HepG2细胞迁移能力的影响。

HepG2细胞以2×10^5/孔接种于Transwell上室,下室含10% FBS培养基,处理24小时后,固定、染色,计数迁移到下室面的细胞数量。

7

凋亡相关蛋白表达检测

探究DHA联合DDP对凋亡相关蛋白表达的影响。

收集处理后的细胞蛋白,western blotting检测Fas、FADD、pro-caspase-3、cleaved caspase-3、pro-caspase-8、cleaved caspase-8、Bax、Bcl-2蛋白表达。

8

迁移相关蛋白及MMP-9检测

探究DHA联合DDP对EMT相关蛋白和MMP-9表达的影响。

western blotting检测E-cadherin和N-cadherin表达;明胶酶谱法检测HepG2细胞上清液中MMP-9的活性。

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。

细胞活力评估
细胞增殖评估
蛋白表达检测
MMP-9活性检测

产品清单

实验环节名称品牌货号
RPMI-1640培养基HyClone; Cytiva--
胎牛血清Hangzhou Sijiqing Biological Engineering Materials Co., Ltd.--
顺铂Qilu Pharmaceutical Co., Ltd.--
CCK-8试剂盒Dalian Meilun Biology Technology Co., Ltd.--
吉姆萨染液Beyotime Institute of Biotechnology--
FITC-Annexin V/PI凋亡检测试剂盒Tianjin Sungene Biotech Co., Ltd.--
吖啶橙Sigma-Aldrich; Merck KGaA158550-10G
溴化乙锭Sigma-Aldrich; Merck KGaAE8751-5G
荧光显微镜(型号80i)Nikon Corporation--
倒置光学显微镜(型号CK-40)Olympus Corporation--
Transwell小室(8 μm)Corning, Inc.--
明胶Shanghai Yuanye Bio-technology, Co., Ltd.--
考马斯亮蓝R-250Wuhan Servicebio Technology Co., Ltd.--
RIPA裂解液Beyotime Institute of Biotechnology--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime Institute of Biotechnology--
抗Fas抗体Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.K008079P
抗FADD抗体Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.K008372P
抗pro-caspase-3抗体Santa Cruz Biotechnology, Inc.sc-7272
抗cleaved caspase-3抗体Cell Signaling Technology, Inc.Asp175
抗pro-caspase-8抗体Thermo Fisher Scientific, Inc.bsm33190M
抗cleaved caspase-8抗体Cell Signaling Technology, Inc.Asp384
抗Bax抗体Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.K008076P
抗Bcl-2抗体Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.K003505P
抗N-cadherin抗体BIOSSbs-1172R
抗E-cadherin抗体BIOSSbs-1519R
山羊抗兔IgG二抗Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.SE134
山羊抗小鼠IgG二抗BIOSSbs-40296G-HRP
抗β-actin抗体Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.K200058M
ECL化学发光试剂Wuhan Servicebio Biotechnology Co., Ltd.--
凝胶成像系统(ChemiDoc XRS+)Bio-Rad Laboratories, Inc.--

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
细胞培养
HepG2细胞来源:中国科学院典型培养物保藏委员会细胞库;培养条件:RPMI-1640培养基+10% FBS+100 U/ml青霉素+100 U/ml链霉素,37°C、5% CO2。
阅读提示:Materials and methods: Cell culture and reagents
药物处理
DHA浓度:100 μM;DDP浓度:低剂量10 μg/ml、中剂量15 μg/ml、高剂量20 μg/ml;处理时间:24小时(部分实验48小时)。
阅读提示:Materials and methods: Cell grouping
细胞活力检测(CCK-8)
细胞密度:4×10^3/孔;DHA浓度梯度:37.5-400 μM;DDP浓度梯度:5-40 μg/ml;处理时间:24小时;CCK-8孵育时间:2小时;检测波长:450 nm。
阅读提示:Materials and methods: Cell counting kit-8 (CCK-8) assay; Figure 1B-D
集落形成实验
细胞密度:500个/孔;处理时间:12小时;培养时间:2周;固定:无水乙醇15分钟;染色:10% Giemsa 15分钟;集落计数标准:>50个细胞。
阅读提示:Materials and methods: Colony formation assay; Figure 1E-F
流式凋亡检测
细胞密度:1×10^6/孔;处理时间:24小时;染色:5 μl FITC-Annexin V 30分钟,10 μl PI 30分钟。
阅读提示:Materials and methods: Flow cytometry; Figure 2C-D
AO/EB双染
细胞密度:5×10^5/孔;处理时间:24小时;染色时间:5分钟;观察:随机5个视野;凋亡计数:每1000个细胞中凋亡细胞比例。
阅读提示:Materials and methods: AO/EB dual staining assay; Figure 2A-B
伤口愈合实验
细胞密度:1×10^6/孔;划痕工具:20 μl移液枪头;处理时间:24小时;使用无血清培养基。
阅读提示:Materials and methods: Wound healing assay; Figure 3A-B
Transwell迁移实验
细胞密度:2×10^5/孔(上室);下室培养基:600 μl含10% FBS;处理时间:24小时;计数:随机5个视野(×200)。
阅读提示:Materials and methods: Transwell migration assay; Figure 3C-D
Western blot
处理时间:24小时;裂解:RIPA裂解液(含蛋白酶抑制剂);上样量:20 μg蛋白/孔;一抗稀释比例:1:1000;二抗稀释比例:1:1000。
阅读提示:Materials and methods: Western blotting; Figures 4 and 5A-D
明胶酶谱
处理时间:24小时;上清液量:30 μl;明胶浓度:1 mg/ml;孵育时间:18小时。
阅读提示:Materials and methods: Gelatin zymography; Figure 5E-F