盐酸右美托咪定联合枸橼酸舒芬太尼通过调节JAK/STAT3/HIF-1α轴抑制人食管鳞状细胞癌KYSE30细胞的葡萄糖代谢和上皮间质转化

Dexmedetomidine hydrochloride plus sufentanil citrate inhibits glucose metabolism and epithelial‑mesenchymal transition in human esophageal squamous carcinoma KYSE30 cells by modulating the JAK/STAT3/HIF‑1α axis.

作者信息Weijing Li, Yong Wang, Xiaolin Li, Han Wu, Li Jia
PMID38686357
发布时间2024-04-18
DOI10.3892/ol.2024.14406

实验完整度

包含体外细胞实验(CCK8、克隆形成、伤口愈合、Transwell)和机制验证(Western blot、qPCR、RO8191反向验证),但缺乏体内模型和患者样本。

主要模型

人食管鳞状细胞癌细胞系KYSE30 正常食管上皮细胞HEEC 其他食管鳞癌细胞系KYSE520、KYSE140、KYSE410

重点核对

DEX-HCl和SFC的浓度及联合处理:DEX-HCl 25 nmol/l,SFC 1.25 µmol/l RO8191的浓度:1 µmol/l 处理时间:CCK8和Transwell为48 h,代谢检测为24 h 细胞系:KYSE30 JAK/STAT通路激活剂RO8191用于反向验证

摘要

盐酸右美托咪定(DEX-HCl)和枸橼酸舒芬太尼(SFC)是食管癌(EC)手术常用的麻醉药物。本研究旨在探讨DEX-HCl和SFC处理对EC葡萄糖代谢和上皮间质转化的影响。采用细胞计数试剂盒-8(CCK8)、克隆形成、伤口愈合和Transwell迁移实验评估DEX-HCl和SFC对KYSE30细胞增殖、侵袭和迁移的影响。同时检测KYSE30细胞中乳酸和葡萄糖水平的变化。Western blot分析用于测定JAK/STAT信号通路和葡萄糖代谢相关蛋白的蛋白表达水平。CCK8、克隆形成和伤口愈合实验结果表明,DEX-HCl和SFC抑制KYSE30细胞增殖、侵袭和迁移。同样,DEX-HCl和SFC联合处理显著降低乳酸产生、ATP产生和KYSE30细胞中的葡萄糖水平。Western blotting表明,DEX-HCl和SFC可降低JAK/STAT和转移相关蛋白的表达,显示己糖激酶2、基质金属蛋白酶2和9、N-钙黏蛋白和乳酸脱氢酶A蛋白表达水平降低。DEX-HCl和SFC联合处理的作用被JAK/STAT通路激活剂RO8191的加入所抵消,这表明DEX-HCl和SFC可能在KYSE30细胞中介导JAK/STAT信号通路中发挥作用。

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
盐酸右美托咪定和枸橼酸舒芬太尼能否通过调控JAK/STAT3/HIF-1α轴影响食管鳞癌细胞的葡萄糖代谢和上皮间质转化?
核心机制
DEX-HCl和SFC通过抑制JAK/STAT3/HIF-1α轴,降低HIF-1α、HK2和LDHA的表达,从而抑制葡萄糖代谢和EMT相关蛋白(MMP2、MMP9、N-cadherin)的表达,同时上调E-cadherin。
主要证据
体外实验显示DEX-HCl和SFC联合处理显著抑制KYSE30细胞增殖、侵袭和迁移,降低葡萄糖摄取、ATP和乳酸产生,Western blot和qPCR证实下调JAK/STAT通路及葡萄糖代谢相关蛋白,RO8191可逆转这些效应。
研究意义
该研究为麻醉药物在食管癌手术中的潜在抗肿瘤作用提供了理论基础,提示DEX-HCl和SFC联合应用可能通过抑制JAK/STAT3/HIF-1α轴发挥抗肿瘤作用,但需进一步研究。

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

细胞培养与模型筛选

确定用于后续实验的食管鳞癌细胞系。

培养KYSE30、KYSE520、KYSE140、KYSE410和HEEC细胞,通过Western blot检测p-JAK和p-STAT3表达,筛选出KYSE30用于后续实验。

2

细胞增殖检测

评估DEX-HCl和SFC单独及联合对KYSE30细胞增殖的影响。

使用CCK8和克隆形成实验检测不同浓度DEX-HCl和SFC处理48小时后的细胞活力,并计算IC50和联合指数。

3

细胞迁移和侵袭检测

评估DEX-HCl和SFC对KYSE30细胞迁移和侵袭能力的影响。

采用伤口愈合实验和Transwell迁移实验检测处理后细胞的迁移和侵袭能力。

4

葡萄糖代谢检测

评估DEX-HCl和SFC对KYSE30细胞葡萄糖摄取、乳酸和ATP产生的影响。

处理细胞24小时后,使用试剂盒检测葡萄糖、乳酸和ATP含量。

5

基因和蛋白表达检测

评估DEX-HCl和SFC对JAK/STAT通路、糖酵解和EMT相关基因和蛋白表达的影响。

使用RT-qPCR和Western blot检测HIF-1α、HK2、LDHA、p-JAK、p-STAT3、MMP2、MMP9、E-cadherin、N-cadherin的表达。

6

机制反向验证

验证DEX-HCl和SFC是否通过抑制JAK/STAT通路发挥其作用。

加入RO8191(JAK/STAT激活剂)后,检测对细胞侵袭、代谢和蛋白表达的影响,观察是否逆转DEX-HCl和SFC的抑制作用。

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
RPMI-1640培养基Gibco; Thermo Fisher Scientific, Inc.--
胎牛血清Shanghai ExCell Biology, Inc.--
青霉素-链霉素混合液Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.--
胰蛋白酶溶液Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.--
细胞计数仪(Countess 3)Invitrogen; Thermo Fisher Scientific, Inc.AMQAX2000
CCK-8溶液Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.--
酶免疫分析仪(ReadMax 1200)Shanghai Shanpu Biotechnology Co., Ltd.--
结晶紫Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.--
单反相机(Nikon D850)Nikon Corporation--
基质胶Beyotime Institute of BiotechnologyC0371
细胞固定液Beyotime Institute of BiotechnologyP0099
ATP检测试剂盒Beyotime Institute of BiotechnologyS0026
葡萄糖检测试剂盒Beyotime Institute of BiotechnologyS0201S
乳酸检测试剂盒Beyotime Institute of BiotechnologyC0016
紫外分光光度计(Cary 60 UV-Vis)Agilent Technologies, Inc.--
牛血清白蛋白Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.SW3015
抗荧光淬灭剂Beyotime Institute of BiotechnologyP0131
TRIzol试剂Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.--
FastKing gDNA去除RT SuperMix试剂盒Tiangen Biotech Co., Ltd.--
FastKing一步法RT-qPCR试剂盒(SYBR Green)Tiangen Biotech Co., Ltd.--
CFX Connect实时荧光定量PCR检测系统Bio-Rad Laboratories, Inc.--
RIPA裂解液Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.R0010
BCA蛋白定量试剂盒文中未明确说明--
Trans-Blot Turbo转印系统Bio-Rad Laboratories, Inc.--
PVDF膜文中未明确说明--
β-肌动蛋白抗体HUABIOEM21002
抗JAK2抗体HUABIOM1501-8
磷酸化JAK2抗体HUABIOET1607-34
STAT3抗体HUABIOET1607-38
磷酸化STAT3抗体HUABIOET1603-40
HIF-1α抗体HUABIOR1510-5
MMP2抗体BIOSSbs-4605R
MMP9抗体BIOSSbs-4593R
E-钙黏蛋白抗体Hangzhou HuaAn Biotechnology Co., Ltd.ET1607-75
N-钙黏蛋白抗体Hangzhou HuaAn Biotechnology Co., Ltd.ET1607-37
HK2抗体ABclonal Biotech Co., Ltd.A0994
LDHA抗体ABclonal Biotech Co., Ltd.A1146
HRP标记的山羊抗兔抗体ABclonal Biotech Co., Ltd.AS014
HRP标记的山羊抗小鼠抗体ABclonal Biotech Co., Ltd.AS003

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
细胞系来源和培养条件:KYSE30等细胞系购自Qingqi (Shanghai) Biotechnology Development Co., Ltd.,培养于含10% FBS和1%青霉素-链霉素的RPMI-1640培养基,37°C、5% CO2。
阅读提示:Materials and methods, Cell culture
细胞增殖检测
DEX-HCl和SFC浓度、处理时间(48小时)、细胞密度(3000细胞/孔)、IC50值(83.96 nmol/l和2.173 µmol/l)及联合指数(0.27)
阅读提示:Materials and methods, Cell counting kit-8 assay; Results, Figure 1
细胞迁移和侵袭检测
DEX-HCl(25 nmol/l)和SFC(1.25 µmol/l)浓度、处理时间(伤口愈合0/24/48小时,Transwell 12小时)、细胞密度(5×10^5细胞/孔和1×10^6细胞/ml)
阅读提示:Materials and methods, Wound healing assay and Transwell migration assay; Results, Figure 2
葡萄糖代谢检测
处理时间(24小时)、细胞裂解方法、试剂盒(Beyotime)及检测仪器(Cary 60 UV-Vis)
阅读提示:Materials and methods, Glucose, lactate and ATP content assay; Results, Figure 2C
机制验证
RO8191浓度(1 µmol/l)、处理时间(48小时)及分组设置(对照、RO8191、DEX-HCl+SFC、DEX-HCl+SFC+RO8191)
阅读提示:Materials and methods, Immunofluorescence and Western blotting; Results, Figures 5 and 6