黄芩苷通过KEAP1-NRF2/HO-1通路调节铁蛋白自噬和巨噬细胞免疫增强非小细胞肺癌对顺铂的敏感性

Baicalin promotes the sensitivity of NSCLC to cisplatin by regulating ferritinophagy and macrophage immunity through the KEAP1-NRF2/HO-1 pathway.

作者信息Yang Chen, Shujun Bao, Zhongzhao Wang, Zheng Fang, Hao Tang
PMID39061086
发布时间2024-07-26
DOI10.1186/s40001-024-01930-4

实验完整度

包含体外细胞实验(A549/A549/DDP)、体内异种移植小鼠模型、功能验证(CCK8、凋亡、迁移侵袭)及机制验证(KEAP1敲低、NRF2诱导剂)等多层级证据。

主要模型

A549细胞 A549/DDP顺铂耐药细胞 A549和A549/DDP细胞异种移植裸鼠模型 RAW264.7巨噬细胞共培养体系

重点核对

BA浓度8 µg/mL,DDP浓度4 µg/mL,处理24小时 体内BA给药剂量100 mg/kg口服,DDP 3 mg/kg腹腔注射 BM剂量10 mg/kg腹腔注射,sh-Keap1敲低 M1巨噬细胞极化检测F4/80+和CD11c+比例 铁蛋白自噬相关蛋白SLC7A11、GPX4、SLC40A1、转铁蛋白的表达水平

摘要

背景:顺铂(DDP)化疗常用于治疗非小细胞肺癌(NSCLC),但耐药的增加已成为巨大障碍。黄芩苷(BA)有助于提高NSCLC对DDP的敏感性。在此,我们旨在进一步探讨BA在NSCLC中的病理生理机制。方法:用BA和DDP处理A549和A549/DDP细胞以及异种移植小鼠。异种移植小鼠另外用NRF2诱导剂(Bardoxolone methyl,BM)和KEAP1敲低处理。测定了铁蛋白自噬相关蛋白和生物标志物的水平。观察了自噬体。分析了M1巨噬细胞极化和相关指标的含量。确定了KEAP1/NRF2/HO-1的参与。结果:BA抑制细胞发育,且BA和DDP对细胞发育的作用是相加的。BA诱导铁蛋白自噬相关蛋白丰度和自噬体数量的增加。BA还促进GSH向GSSH的转化。BA有利于M1巨噬细胞极化并影响相关蛋白的表达。当BA和DDP联合时,这些分子现象进一步加剧。BA诱导KEAP1积累和NRF2及HO-1减少。然而,BM和KEAP1敲低破坏了BA和DDP抑制NSCLC生长的协同作用。BM和KEAP1敲低逆转了DDP和BA促进的蛋白表达活性和M1巨噬细胞极化。结论:我们的研究结果表明,BA通过KEAP1-NRF2/HO-1轴参与铁蛋白自噬和巨噬细胞免疫,从而提高NSCLC对DDP的敏感性,这可能为治疗策略提供新的候选药物。

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
BA如何通过KEAP1-NRF2/HO-1通路调节铁蛋白自噬和巨噬细胞免疫来增强NSCLC对DDP的敏感性?
核心机制
BA通过积累KEAP1、抑制NRF2和HO-1表达,激活KEAP1-NRF2/HO-1通路,进而促进铁蛋白自噬和M1巨噬细胞极化,增强NSCLC对DDP的敏感性。
主要证据
体外实验显示BA和DDP联合处理增加LC3 II/I比值、自噬体数量、ROS和脂质过氧化,降低GPX4和SLC7A11,提高Fe2+;体内异种移植模型显示BA和DDP联合抑制肿瘤生长,而BM或KEAP1敲低逆转这些效应。
研究意义
BA通过KEAP1-NRF2/HO-1轴调节铁蛋白自噬和巨噬细胞免疫,提高DDP敏感性,为NSCLC治疗提供新的候选机制。

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

体外药效评估

验证BA对NSCLC细胞及耐药细胞对DDP敏感性的影响

用BA和DDP单独或联合处理A549和A549/DDP细胞,检测细胞活力、周期、凋亡、迁移和侵袭。

2

分子机制探索

研究BA对KEAP1-NRF2/HO-1通路及自噬的影响

检测KEAP1、NRF2、HO-1的表达,观察自噬体,测定LC3 II/I比值。

3

铁蛋白自噬分析

验证BA是否诱导铁蛋白自噬

检测ROS、脂质过氧化、Fe2+水平,以及铁蛋白自噬相关蛋白(SLC7A11、GPX4、SLC40A1、转铁蛋白)和GSH/GSSG水平。

4

巨噬细胞极化分析

探究BA对M1巨噬细胞极化的影响

通过间接共培养体系,检测M1巨噬细胞比例和细胞因子分泌。

5

体内验证

验证BA在体内通过KEAP1-NRF2/HO-1通路增强DDP敏感性

建立异种移植小鼠模型,评估肿瘤生长,检测相关蛋白表达和M1巨噬细胞比例,并使用BM或sh-Keap1干预。

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----
F-12K培养基----
胎牛血清----
青霉素-链霉素----
黄芩苷ApexBioN1778
顺铂AladdinC489606
CCK-8试剂盒DOJIMDONU679
碘化丙啶MeilunbioMB2920
TUNEL试剂盒YEASEN40306ES50
Transwell小室Corning3428
基质胶BD354262
结晶紫AbiowellAWC0333
TRIzol试剂Thermo15596026
cDNA合成试剂盒CWBIOCW2569
UltraSYBR PCR混合物CoWin BiosciencesCW2601
QuantStudio 1实时荧光定量PCR仪Thermo--
RIPA裂解液AbiowellAWB0136
BCA蛋白定量试剂盒AbiowellAWB0104
KEAP1抗体Proteintech10503-2-AP
NRF2抗体Proteintech16396-1-AP
HO-1抗体Proteintech10701-1-AP
SLC7A11抗体Proteintech26864-1-AP
GPX4抗体Proteintech67763-1-Ig
SLC40A1抗体Biossbs-4906R
转铁蛋白抗体Proteintech17435-1-AP
LC3抗体Proteintech18725-1-AP
β-actin抗体Proteintech66009-1-Ig
HRP标记小鼠抗体ProteintechSA00001-1
HRP标记兔抗体ProteintechSA00001-2
ECL Plus超敏发光液AbiowellAWB0005
HO-1抗体Proteintech10701-1-AP
LC3抗体Proteintech14600-1-AP
CoraLite488标记山羊抗兔IgGProteintechSA00013-2
ROS检测试剂盒BeyotimeS0033S
C11-BODIPY探针ThermofisherD3861
F4/80-FITC抗体eBioscience11-4801-82
CD11c-PE抗体eBioscience12-0114-82
GSH检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA006-2
VEGFA ELISA试剂盒ProteintechKE00216
TNF-α ELISA试剂盒ProteintechKE00068
TGF-β1 ELISA试剂盒ProteintechKE00002
iNOS ELISA试剂盒ElabscienceCSB-E08148h
Bardoxolone甲基Abmole218600-53-4
多西他赛----
黄芩苷(体内)MCEHY-N0197

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
细胞培养与药物处理
细胞系来源(A549:Abiowell;A549/DDP:Procell),培养基(DMEM/F-12K),BA浓度8 µg/mL,DDP浓度4 µg/mL,处理时间24小时
阅读提示:Methods - Cell culture and treatment
动物模型
裸鼠品系、周龄、体重;细胞注射数(2×10^6);BA剂量100 mg/kg口服;DDP剂量3 mg/kg腹腔注射;BM剂量10 mg/kg腹腔注射;观察时间28天
阅读提示:Methods - Animal models
KEAP1敲低和NRF2诱导
sh-Keap1转染细胞构建;BM给药方式(腹腔注射);DTX剂量5 mg/kg尾静脉注射
阅读提示:Methods - Animal models
铁蛋白自噬检测
ROS检测DCFH-DA浓度10 μmol/L,孵育20分钟;脂质过氧化C11-BODIPY浓度5 μmol/L,孵育30分钟;GSH/GSSG试剂盒品牌型号
阅读提示:Methods - ROS assay, Lipid peroxidation assay, Determination of biomarkers of ferritinophagy
巨噬细胞极化检测
共培养细胞比例(5×10^5/mL RAW264.7与2.5×10^5/mL肿瘤细胞),共培养24小时;流式抗体F4/80-FITC和CD11c-PE;ELISA检测的细胞因子
阅读提示:Methods - Cell culture and treatment, Immunophenotyping, ELISA