达罗他胺介导的磷脂重塑通过SREBP1-FASN轴诱导前列腺癌细胞铁死亡

Darolutamide-mediated phospholipid remodeling induces ferroptosis through the SREBP1-FASN axis in prostate cancer.

作者信息Bingheng Li, Bisheng Cheng, Hao Huang, Shanhe Huang, Shunli Yu, Zean Li, Shirong Peng, Tao Du, Ruihui Xie, Hai Huang
PMID39309439
发布时间2024-09-03
DOI10.7150/ijbs.101039

实验完整度

研究包含体外细胞实验(细胞活力、脂质过氧化、MDA检测)、机制验证(ChIP、拯救实验)、类器官模型、小鼠异种移植模型及临床样本分析等多个独立证据层级。

主要模型

C4-2前列腺癌细胞系 LNCaP前列腺癌细胞系 前列腺癌类器官 LNCaP异种移植小鼠模型

重点核对

AR阳性前列腺癌细胞系C4-2和LNCaP 达罗他胺处理浓度(C4-2:50 µM;LNCaP:10 µM) 铁死亡抑制剂Fer-1浓度(2 µM) 铁死亡诱导剂erastin(20 µM)和RSL-3(100 nM)浓度 小鼠模型中达罗他胺给药剂量(20 mg/kg,每日一次)

摘要

达罗他胺是一种雄激素受体抑制剂,已被美国食品药品监督管理局(FDA)批准用于治疗前列腺癌(PCa),尤其是携带雄激素受体突变的患者。鉴于PCa独特的脂质组学特征以及达罗他胺的作用,达罗他胺与铁死亡之间的关系仍不清楚。本研究表明,达罗他胺能显著诱导AR+ PCa细胞发生铁死亡。机制上,达罗他胺通过下调SREBP1促进铁死亡,进而抑制FASN的转录。FASN敲低通过破坏多不饱和脂肪酸(PUFA)与饱和脂肪酸(SFA)之间的平衡来调节磷脂重塑,从而诱导铁死亡。临床上,SREBP1和FASN在PCa组织中显著过表达,并与不良预后相关。此外,达罗他胺与铁死亡诱导剂(FINs)联合治疗的协同抗肿瘤作用已在PCa类器官和小鼠异种移植模型中得到证实。总之,这些发现揭示了达罗他胺介导的PCa铁死亡的新机制,为达罗他胺联合FINs作为PCa患者的新治疗策略奠定了基础。

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
达罗他胺是否以及如何通过调节磷脂代谢诱导前列腺癌细胞铁死亡?
核心机制
达罗他胺通过下调SREBP1,抑制FASN的转录,导致磷脂重塑,增加PUFA含量、减少SFA和MUFA含量,破坏SFA/PUFA平衡,诱导脂质过氧化和铁死亡。
主要证据
体外实验显示达罗他胺处理后细胞活力下降、脂质过氧化和MDA水平升高,且Fer-1能逆转;SREBP1和FASN敲低或过表达实验证实其调控作用;ChIP实验证实SREBP1直接结合FASN启动子;类器官和小鼠移植瘤模型证实联合治疗协同抑制肿瘤生长。
研究意义
研究揭示了达罗他胺通过SREBP1-FASN轴诱导铁死亡的新机制,为达罗他胺联合铁死亡诱导剂治疗前列腺癌(特别是AR突变患者)提供了理论依据和潜在治疗策略。

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

验证达罗他胺诱导铁死亡

评估达罗他胺是否诱导前列腺癌细胞铁死亡

用达罗他胺处理C4-2和LNCaP细胞,添加铁死亡抑制剂Fer-1或坏死性凋亡抑制剂Nec-1,检测细胞活力、脂质过氧化水平、MDA水平和线粒体形态。

2

验证AR在铁死亡中的作用

探究AR敲低是否增强前列腺癌细胞对铁死亡的敏感性

使用siRNA敲低AR,用erastin处理,检测细胞活力、脂质过氧化和MDA水平。

3

验证SREBP1介导铁死亡

探究SREBP1在达罗他胺诱导铁死亡中的作用

敲低或过表达SREBP1,检测对铁死亡敏感性的影响,以及AR敲低后SREBP1表达变化。

4

验证SREBP1-FASN轴的调控

探究SREBP1是否通过调控FASN转录影响铁死亡

检测达罗他胺处理后SREBP1和FASN的表达变化,通过ChIP验证SREBP1与FASN启动子的结合,并进行FASN敲低和过表达实验。

5

脂质组学分析验证磷脂重塑

探究FASN抑制如何改变磷脂组成并影响铁死亡

对FASN敲低的LNCaP细胞进行脂质组学分析,检测PC/PE中PUFA、MUFA和SFA的比例变化,并用外源棕榈酸进行拯救实验。

6

临床样本验证SREBP1和FASN表达

验证SREBP1和FASN在PCa组织中的表达及与预后的关系

使用TCGA数据库、Cambridge队列、临床样本和TMA进行免疫组化分析,评估SREBP1和FASN表达与临床病理特征及预后的关系。

7

体内外联合治疗验证

评估达罗他胺与FINs联合治疗的效果

在细胞、类器官和小鼠异种移植模型中评估达罗他胺联合erastin或RSL-3的抗肿瘤效果,检测肿瘤生长及铁死亡标志物。

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培养基Gibco--
胎牛血清----
青霉素/链霉素MCE--
达罗他胺SelleckS7559
ErastinSelleckS7242
RSL-3SelleckS8155
Ferrostatin-1SelleckS7243
坏死性凋亡抑制剂-1SelleckS8037
棕榈酸MedChemExpressHY-N0830-10
CCK-8细胞计数试剂盒----
BODIPY 581/591 C11试剂盒Thermo Fisher Scientific--
活性氧检测试剂盒Beyotime Biotechnology--
MDA活性检测试剂盒Beyotime Biotechnology--
BCA蛋白检测试剂盒Beyotime Biotechnology--
小干扰RNAGenePharma--
Lipofectamine Rimax转染试剂Life Technologies--
pCDH载体----
Plko.1载体----
RNA快速纯化试剂盒--RN001
HiScript III一步法逆转录预混液Vazyme--
SREBP1一抗Proteintech14088-1-AP
AR一抗Proteintech22089-1-AP
FASN一抗Proteintech10624-2-AP
GAPDH抗体ABclonal BiotechnologyA19056
抗兔二抗ABclonal BiotechnologyAS014
高灵敏ECL化学发光试剂盒ProteintechPK10002
ChIP A/G检测试剂盒Beyotime BiotechnologyP2080S
Q Exactive Orbitrap质谱仪Thermo Scientific--
Dionex UltiMate 3000液相色谱系统Thermo Scientific--
ACQUITY UPLC CSH C18色谱柱----
Matrigel基质胶BD Biosciences356234
4-HNE抗体Biossbs-6313R
KI67抗体Proteintech28074-1-AP
SYTOX Green核酸染料----

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:C4-2和LNCaP;培养基:RPMI培养基+10% FBS+1%青霉素/链霉素;培养条件:37°C,5% CO2
阅读提示:Materials and methods: Cell lines and cell culture
药物处理
达罗他胺浓度:C4-2 50 µM,LNCaP 10 µM;erastin浓度:20 µM;RSL-3浓度:100 nM;Fer-1浓度:2 µM;处理时间:24小时
阅读提示:Materials and methods: Chemicals; Results: Figure legends 1D, 8A
细胞增殖与集落形成
CCK-8检测:4000细胞/孔,处理24小时;集落形成:600细胞/孔,处理15天
阅读提示:Materials and methods: Cell proliferation, and colony formation
脂质过氧化与ROS检测
BODIPY C11探针浓度:5 µM;ROS检测试剂盒;流式细胞仪或荧光显微镜
阅读提示:Materials and methods: Lipid peroxidation and reactive oxygen species detection
MDA检测
MDA检测试剂盒,BCA蛋白定量
阅读提示:Materials and methods: Malondialdehyde (MDA) assay
RNA干扰与转染
siRNA靶序列,转染试剂Lipofectamine Rimax
阅读提示:Materials and methods: RNA interference; Supplementary information
Western blot
抗体:SREBP1 (1:1000, 14088-1-AP),AR (1:1000, 22089-1-AP),FASN (1:1000, 10624-2-AP),GAPDH (1:1000, A19056)
阅读提示:Materials and methods: Western blotting analysis
ChIP实验
ChIP试剂盒(P2080S),抗体:anti-IgG, anti-SREBP1, RNA polymerase II
阅读提示:Materials and methods: Chromatin immunoprecipitation
脂质组学分析
LC-MS/MS系统,色谱柱:ACQUITY UPLC CSH C18 (1.7 µm, 2.1*100 mm)
阅读提示:Materials and methods: Lipid metabolite analysis
类器官培养
Matrigel基质胶,培养条件:37°C
阅读提示:Materials and methods: Prostate cancer organoid culture
动物实验
小鼠品系:BALB/c裸鼠,雄性,5-6周龄;给药:达罗他胺20 mg/kg,RSL-3 10 mg/kg,每日一次,腹腔注射,治疗14天
阅读提示:Materials and methods: Xenograft mouse models
免疫组织化学
抗体:SREBP1 (1:100),FASN (1:100),4HNE (1:100),KI67 (1:200);TMA包含80例PCa和配对正常组织
阅读提示:Materials and methods: Tissue microarray (TMA) and immunohistochemical (IHC) staining