Indisulam通过调节人宫颈癌细胞的转录、翻译和选择性剪接发挥抗癌作用

Indisulam exerts anticancer effects via modulation of transcription, translation and alternative splicing on human cervical cancer cells.

作者信息Zhihui Dou, Xuetian Zhang, Wei Su, Taotao Zhang, Fei Ye, Dapeng Zhao, Xiaohua Chen, Qiang Li, Hong Zhang, Cuixia Di
PMID37559979
发布时间2023-07-15
DOI--

实验完整度

包含体外细胞活力、克隆形成、凋亡检测,体内异种移植瘤模型,以及转录组和蛋白质组学等多层级验证,并涉及机制研究。

主要模型

HeLa人宫颈腺癌细胞系 C33A人宫颈鳞癌细胞系 Balb/c裸鼠异种移植瘤模型

重点核对

细胞系:HeLa (HPV-18阳性,p53野生型) 和 C33A (HPV阴性,p53突变型 R273C) 药物处理:indisulam浓度范围(0-5 μM用于细胞实验,25 mg/kg用于动物实验) 处理时间:24小时、48小时、72小时(细胞实验),8天(动物实验) 对照:DMSO溶剂对照和未处理对照组,动物实验设置载体组 给药方式:细胞实验培养基给药,动物实验尾静脉注射每日一次

摘要

Indisulam是一种合成磺酰胺类药物,在多种肿瘤中具有抗癌活性。然而,indisulam在人宫颈癌中的作用和分子机制尚未被研究。我们用indisulam处理人宫颈癌细胞系(HeLa和C33A),评估其疗效,并研究其分子靶点。Indisulam以剂量依赖的方式抑制肿瘤生长并诱导RBM39降解。RNA-seq和蛋白质组学分析显示,indisulam破坏了与mRNA剪接和凋亡相关的转录调控通路。更重要的是,indisulam导致RNA转录本的错误剪接,包括在凋亡调控中具有相反作用的p73亚型ΔNp73和TAp73。Indisulam增加TAp73表达,并在HeLa细胞中触发不依赖于p53状态的线粒体凋亡。总之,我们的数据表明,indisulam在宫颈癌中具有治疗潜力,代表了p53破坏性癌症的一种有吸引力的策略,应进一步研究。

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
Indisulam对人宫颈癌细胞是否具有抗癌作用及其分子机制是什么?
核心机制
Indisulam通过诱导RBM39降解,扰乱转录、翻译和选择性剪接,特别是促进p73促凋亡亚型TAp73的表达,改变ΔNp73/TAp73比例,进而激活线粒体凋亡通路(Bax/Bcl-2比例升高,细胞色素c释放,caspase-3活化)。
主要证据
体外实验显示indisulam抑制HeLa和C33A细胞活力和克隆形成;体内实验显示indisulam减小裸鼠移植瘤体积和重量;RNA-seq和蛋白质组学显示转录和翻译扰动;Western blot和免疫荧光证实RBM39降解和剪接因子重组;流式细胞术和Western blot证实凋亡诱导。
研究意义
Indisulam在宫颈癌中具有治疗潜力,特别是在p53功能缺失的癌症中,代表了一种有吸引力的治疗策略,应进一步研究。

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

体外抗增殖活性评估

评估indisulam对宫颈癌细胞活力及增殖的抑制作用。

使用MTS法检测不同浓度indisulam处理HeLa和C33A细胞24、48、72小时后的细胞活力;使用克隆形成实验评价长期增殖能力。

2

体内抗肿瘤效果评估

验证indisulam在体内对宫颈癌移植瘤生长的抑制作用。

构建HeLa细胞裸鼠异种移植瘤模型,待肿瘤生长至约100mm3后,尾静脉注射indisulam(25mg/kg)每天一次,连续8天,并测量肿瘤体积和重量。

3

分子靶点RBM39降解验证

验证indisulam是否导致宫颈癌细胞中RBM39蛋白降解。

通过Western blot检测不同浓度indisulam处理后HeLa和C33A细胞中RBM39蛋白水平;通过蛋白质组学分析验证RBM39蛋白的下调。

4

转录组和蛋白质组分析

全面分析indisulam处理后HeLa细胞转录和翻译水平的变化。

对5 μM indisulam处理24小时的HeLa细胞进行RNA-seq和TMT标记蛋白质组学分析,鉴定差异表达基因和蛋白质,并进行GO和KEGG富集分析。

5

选择性剪接分析和核斑形态观察

评估indisulam引起的剪接异常及对核斑结构的影响。

利用ASprofile软件分析RNA-seq数据鉴定可变剪接事件;通过免疫荧光染色观察SC35标记的核斑形态变化。

6

凋亡诱导及机制验证

验证indisulam诱导宫颈癌细胞凋亡及其机制是否涉及p73介导的线粒体凋亡通路。

通过流式细胞术检测Annexin V-FITC/PI双染凋亡细胞比例;通过Western blot检测p73亚型(ΔNp73, TAp73)和凋亡相关蛋白(Bcl-2, Bax, procaspase-3, cleaved caspase-3, cytochrome c)的表达变化。

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
DMEM培养基----
胎牛血清BI--
青霉素----
链霉素----
IndisulamSigma-AldrichSML1225
二甲基亚砜Solarbio--
Cell Titer 96 AQueous One Solution 细胞增殖检测试剂盒Promega--
Annexin V-FITC凋亡检测试剂盒IBD--
FlowSight流式细胞仪Amnis--
RIPA裂解液Solarbio--
PVDF膜----
抗RBM39抗体Abcamab244254
抗caspase-3抗体Abcamab184787
抗ΔNp73抗体Novus38C674.2
抗p73抗体Novus5B429
抗细胞色素c抗体ImmunowayYM3402
抗Bax抗体ImmunowayYT0455
抗Bcl-2抗体ImmunowayYT0470
抗活化的caspase-3抗体Cell Signaling Technology9661S
抗p21抗体Abcamab109199
抗Cyclin D1抗体Abcamab16663
抗β-肌动蛋白抗体Biossbs-10966R
TRIzol试剂Invitrogen--
Illumina Novaseq 6000测序仪Illumina--
TMT标记----
Agilent 1260 infinity II高效液相色谱系统Agilent--
抗SC35抗体Abcamab11826
抗Lamin A抗体Abcamab8090
Zeiss LSM-700共聚焦显微镜Carl Zeiss--
抗Ki67抗体ImmunowayYM3064

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
体外细胞实验
细胞系(HeLa和C33A),细胞培养条件(DMEM+10%FBS,37°C,5%CO2),药物浓度(0-5μM),处理时间(24-72h),细胞接种密度(3000细胞/孔),检测方法(MTS)
阅读提示:Materials and methods: Cell culture and reagents, Cell viability assay
克隆形成实验
细胞接种密度(1000细胞/皿),药物浓度(0-5μM),培养时间(10-14天),克隆计数标准(>50个细胞)
阅读提示:Materials and methods: Clonogenic assay
凋亡检测
药物处理时间(24h),Annexin V-FITC和PI染色,流式细胞仪(FlowSight)
阅读提示:Materials and methods: Cell apoptosis assay
Western blot
药物浓度(如0, 5nM, 0.5μM, 5μM),处理时间(24h),抗体信息(特异性、稀释比例)
阅读提示:Materials and methods: Western blot analysis
RNA-seq
处理条件(5μM indisulam,24h),RNA质量(RIN>7),测序平台和模式(Illumina Novaseq 6000, PE150)
阅读提示:Materials and methods: RNA sequencing
蛋白质组学
处理条件(5μM indisulam,24h),肽段标记(TMT),质谱鉴定(Easy nLC)
阅读提示:Materials and methods: Proteome analysis
选择性剪接分析
分析软件(ASprofile),参考基因组,差异事件筛选标准
阅读提示:Materials and methods: Alternative splicing analysis
免疫荧光
细胞处理(有无indisulam),固定和透化条件(4%多聚甲醛,0.5% Triton X-100),抗体(SC35, Lamin A),成像(Zeiss LSM-700)
阅读提示:Materials and methods: Immunofluorescence staining of nuclear speckles
动物实验
细胞系(HeLa),细胞数量(5*10^7/只),裸鼠品系(Balb/c),分组(对照、载体、indisulam),给药剂量(25mg/kg),给药方式(尾静脉),给药频率(每日一次),给药天数(8天)
阅读提示:Materials and methods: Xenograft assay