蟾毒灵抑制M2样肿瘤相关巨噬细胞极化以减弱肺癌细胞的侵袭和迁移

Cinobufagin inhibits M2‑like tumor‑associated macrophage polarization to attenuate the invasion and migration of lung cancer cells.

作者信息Ying Sun, Yunfeng Lian, Xue Mei, Jinchan Xia, Long Feng, Jianfeng Gao, Huaming Xu, Xiaoyan Zhang, Huitong Yang, Xu Hao, Yilin Feng
PMID39301639
发布时间2024-11
DOI10.3892/ijo.2024.5690

实验完整度

包含体外细胞模型、分子机制验证和体内动物实验,功能与机制验证明确。

主要模型

THP-1诱导的M0/M1/M2巨噬细胞 A549人肺腺癌细胞 LLC小鼠肺癌细胞 BALB/c裸鼠LLC移植瘤模型

重点核对

CB浓度<30 ng/ml对M0巨噬细胞和BEAS-2B细胞无毒性;后续实验采用25 ng/ml M2巨噬细胞条件培养基促进A549和LLC迁移侵袭,CB处理逆转此效应 CB下调M2巨噬细胞中PPARγ磷酸化及核转位,RSG可部分逆转 体内实验:CB 10 mg/kg/day腹腔注射,DDP 2 mg/kg/day,每组6只BALB/c裸鼠 LLC细胞皮下接种5×10^6细胞

摘要

巨噬细胞在免疫应答和肿瘤进展中具有关键作用,根据环境信号表现出不同的表型。本研究探讨了蟾毒灵(CB)对巨噬细胞极化的影响及其对肿瘤相关行为的影响。观察了THP-1细胞向M0、M1和M2巨噬细胞的形态转变,包括细胞大小、形状和贴壁特性的明显变化。CB处理以浓度依赖性方式抑制A549和LLC细胞的活力,IC50分别为28.8和30.12 ng/ml。浓度小于30 ng/ml的CB对M0巨噬细胞和肺上皮(BEAS-2B)细胞的活力无影响。CB影响巨噬细胞表面标志物的表达,降低M2巨噬细胞中CD206阳性率,而不影响M1巨噬细胞中CD86的表达。CB还改变了某些mRNA水平的表达谱,特别是下调M2巨噬细胞中巨噬细胞受体with胶原结构(MARCO)的表达,并上调M0和M1巨噬细胞中肿瘤坏死因子-α和白细胞介素-1β的表达。此外,ELISA分析显示,CB增加了M1巨噬细胞中促炎细胞因子的水平,降低了M2巨噬细胞中抗炎因子的水平。CB处理还减弱了由M2巨噬细胞条件培养基刺激的A549和LLC细胞的迁移和侵袭能力。此外,CB调节M2巨噬细胞中过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)和MARCO的表达,以及A549细胞中的上皮-间质转化,这一效应部分被PPARγ激动剂罗格列酮逆转。最后,CB和顺铂处理在体内抑制肿瘤生长,对动物体重和肿瘤组织中巨噬细胞标志物的表达有不同的影响。总之,本研究结果表明,CB对巨噬细胞极化和肿瘤进展发挥复杂的调节作用,提示其作为肿瘤微环境调节剂和癌症治疗药物的潜力。

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
蟾毒灵是否通过调节巨噬细胞极化抑制肺癌细胞的侵袭和迁移?
核心机制
CB通过抑制PPARγ磷酸化和核转位,下调MARCO表达,从而抑制M2巨噬细胞极化,并促进M1极化,减少抗炎因子分泌,进而影响肺癌细胞EMT相关蛋白表达。
主要证据
体外:CB降低M2巨噬细胞CD206阳性率、上调M1相关细胞因子、下调M2相关细胞因子;条件培养基实验显示CB减弱M2条件培养基诱导的A549/LLC迁移侵袭和EMT;体内:CB抑制LLC移植瘤生长,上调肿瘤CD86 mRNA,下调Arg-1 mRNA。
研究意义
CB可能作为肿瘤微环境调节剂和癌症治疗药物,改善NSCLC免疫抑制状态。

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

建立巨噬细胞极化模型

获得M0、M1、M2巨噬细胞用于后续研究

THP-1细胞用PMA诱导为M0,再用IFN-γ或IL-4诱导为M1或M2,观察形态变化。

2

评估CB对细胞活力的影响

确定CB的安全浓度及对肺癌细胞的毒性

用不同浓度CB处理M0巨噬细胞、BEAS-2B、A549和LLC细胞,MTT法检测活力。

3

检测CB对巨噬细胞极化的影响

探究CB是否影响M1/M2极化标志物

流式检测CD86/CD206,RT-qPCR检测相关mRNA,ELISA检测细胞因子,Western blot检测蛋白。

4

评估CB处理条件培养基对肺癌细胞功能的影响

观察CB调节后的巨噬细胞对肺癌细胞迁移、侵袭和血管生成的影响

收集M0、M2或CB处理M2的条件培养基,培养A549和LLC,进行伤口愈合、Transwell侵袭和管形成实验。

5

验证PPARγ/MARCO通路机制

探究CB是否通过PPARγ/MARCO通路抑制M2极化

用RSG激动PPARγ,检测巨噬细胞中PPARγ和MARCO的表达及其核转位,以及下游蛋白Arg-1, iNOS。

6

体内验证CB抑制肿瘤生长

评估CB在体内对肺癌生长的抑制作用

LLC细胞皮下接种BALB/c裸鼠,腹腔注射CB或DDP,测量肿瘤体积和体重,检测肿瘤组织标志物。

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-1640培养基Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.--
胎牛血清Wuhan PuNuoSai Biotech Co., Ltd.164210
佛波醇12-豆蔻酸13-乙酸酯Sigma-Aldrich; Merck KGaAP1585
干扰素-γPeproTech China--
白细胞介素-4PeproTech China--
蟾毒灵Sigma-Aldrich; Merck KGaA--
罗格列酮Sigma-Aldrich; Merck KGaA--
顺铂----
MTTBeijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.--
CD86抗体Proteintech Group, Inc.PE-65155
CD206抗体Proteintech Group, Inc.FITC-65165
TRIzol试剂Thermo Fisher Scientific, Inc.--
RevertAid第一链cDNA合成试剂盒Thermo Fisher Scientific, Inc.K1621
PowerUp SYBR Green预混液Thermo Fisher Scientific, Inc.A25743
PPARγ抗体Proteintech Group, Inc.66936-1-Ig
MARCO抗体BIOSSbs-2659R
荧光二抗Abbkine Scientific Co., Ltd.A23210
DAPI染色液----
TNF-α ELISA试剂盒Elabscience Biotechnology Co., Ltd.E-EL-H0109c
IL-6 ELISA试剂盒Elabscience Biotechnology Co., Ltd.E-EL-H0102c
IL-1β ELISA试剂盒Elabscience Biotechnology Co., Ltd.E-EL-H0149c
TGF-β ELISA试剂盒Jiangsu Meimian Industrial Co., Ltd.MM-1774H1
IL-10 ELISA试剂盒Jiangsu Meimian Industrial Co., Ltd.MM-0066H1
RIPA裂解液Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.R0010
蛋白酶和磷酸酶抑制剂Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.P0100
PVDF膜MilliporeSigma--
Arg-1抗体BIOSSbs-23837R
iNOS抗体BIOSSbs-0162R
磷酸化PPARγ抗体BIOSSbs-3737R
波形蛋白抗体BIOSSbsm-33170M
E-钙粘蛋白抗体BIOSSbs-1519R
N-钙粘蛋白抗体BIOSSbs-20623R
GAPDH抗体Proteintech Group, Inc.60004-1-Ig
山羊抗小鼠IgGProteintech Group, Inc.SA00001-1
山羊抗兔IgGProteintech Group, Inc.SA00001-2
ECL化学发光试剂盒Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.PE0010
Matrigel基底膜基质BD Biosciences--
EBM-2培养基Thermo Fisher Scientific, Inc.--
BD FACSCanto II流式细胞仪BD Biosciences--
NanoDrop-2000紫外分光光度计----

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
巨噬细胞分化
THP-1细胞用PMA 200 ng/ml诱导24 h成M0;M0再用IFN-γ或IL-4(各20 ng/ml)诱导24 h成M1或M2。
阅读提示:Materials and methods: Establishment of M1/M2 macrophage models
CB处理浓度
CB浓度选择:用于后续实验的CB浓度为25 ng/ml(低于30 ng/ml无毒)。
阅读提示:Results: Effects of CB on the viability of M0 macrophages, BEAS-2B cells and lung cancer cells; Discussion
条件培养基制备
巨噬细胞无血清培养24 h后收集上清,离心13,800 x g 15 min,-80°C保存。
阅读提示:Materials and methods: Preparation of conditioned medium
体内肿瘤模型
BALB/c裸鼠皮下接种5×10^6 LLC细胞,CB 10 mg/kg/day腹腔注射,DDP 2 mg/kg/day,连续25天。
阅读提示:Materials and methods: In vivo tumor growth
PPARγ激动剂实验
RSG浓度0.1-10 μM处理巨噬细胞24 h;检测PPARγ磷酸化和核转位。
阅读提示:Materials and methods: Treatments; Results: Effects of RSG on cell viability and PPARγ and MARCO expression