盐霉素诱导细胞凋亡并增强阿霉素对猫乳腺肿瘤2.5D类器官的抗肿瘤效果

Salinomycin induces apoptosis and potentiates the antitumor effect of doxorubicin against feline mammary tumor 2.5D organoids.

作者信息Yishan Liu, Mohamed Elbadawy, Haru Yamamoto, Amira Augomaa, Yusuke Ishihara, Masahiro Kaneda, Tatsuya Usui, Kazuaki Sasaki
PMID39443107
发布时间2024-12-01
DOI10.1292/jvms.24-0344

实验完整度

体外细胞活力、侵袭、凋亡检测及机制分析,结合体内异种移植模型验证,包含多层级功能和机制验证。

主要模型

猫乳腺肿瘤2.5D类器官(FMTO) FMTO来源的异种移植小鼠模型

重点核对

FMTO细胞系:FMT22013, FMT22014, FMT22017, FMT22018 SAL浓度:2.5、5、10、20 μM处理72小时 组合处理:1 μM SAL + 100 nM DOX处理72小时 SAL给药剂量:4 mg/kg每日腹腔注射,持续3周 小鼠模型:5周龄雌性SCID小鼠,每只接种1×10^6个FMTO细胞

摘要

猫乳腺肿瘤(FMT)是猫第三种最常见的肿瘤类型。由于其高度恶性和转移潜能,FMT的预后不良。使用常见抗癌药物阿霉素(DOX)治疗的效果不理想,耐药性不可避免地导致治疗失败和疾病复发。盐霉素(SAL)是一种抗生素,已被报道对人乳腺肿瘤和犬乳腺肿瘤具有抗癌作用。为了重现原始肿瘤样本的遗传和分子特征,我们生成了四株患者来源的FMT 2.5D类器官(FMTO),以检验SAL的抗肿瘤潜力。我们的结果显示,SAL以剂量依赖性方式降低细胞活力。SAL处理FMTO诱导细胞凋亡,表现为P21、Caspase-8和Caspase-9的上调以及Caspase-3/7活性的增加。低剂量SAL与DOX(SD)的组合在DOX耐药和DOX敏感菌株中均增强了后者的细胞毒性,促进细胞凋亡和细胞周期阻滞。在体内,使用FMTO来源的异种移植物植入小鼠的实验显示,SAL给药后肿瘤生长减少。总之,SAL对FMTO显示出抗癌活性,并通过抑制细胞增殖、诱导凋亡和细胞周期阻滞增强DOX的抗癌效果。这些结果表明,SAL可能为FMT患者提供一种新的辅助治疗选择。

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
盐霉素(SAL)对猫乳腺肿瘤2.5D类器官(FMTO)是否具有抗癌活性,并且是否能增强阿霉素(DOX)的抗肿瘤效果及潜在机制。
核心机制
SAL通过诱导凋亡和抑制细胞增殖发挥抗肿瘤作用,表现为上调P21、Caspase-8、Caspase-9并增加Caspase-3/7活性;与DOX联用可下调Cyclin E1,导致细胞周期阻滞并增强凋亡。
主要证据
体外实验显示SAL以浓度依赖性方式降低FMTO细胞活力、抑制侵袭,诱导凋亡(TUNEL、Caspase活性、基因表达);体内异种移植实验显示SAL降低肿瘤体积并下调Ki-67、上调P21。
研究意义
作者提出SAL可能作为FMT的辅助化疗药物,尤其对DOX耐药的患者,可能减少DOX剂量和毒性,但需进一步研究和剂量评估。

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

FMTO的建立与培养

构建患者来源的2.5D类器官模型以模拟原始肿瘤特征。

从四只患有乳腺肿瘤的猫获取肿瘤组织样本,按照先前报道的方法在无Matrigel培养基中培养为2.5D类器官。

2

细胞活力与侵袭检测

评估SAL对FMTO细胞活力和侵袭能力的影响。

使用PrestoBlue检测细胞活力,使用Boyden小室侵袭实验检测侵袭能力。

3

细胞凋亡的评估

确定SAL是否诱导FMTO细胞凋亡。

通过TUNEL染色、Caspase-3/7活性检测和RT-qPCR分析凋亡相关基因表达。

4

组合处理实验

探索低剂量SAL与DOX组合对DOX敏感和耐药FMTO的影响。

用组合处理(1 μM SAL + 100 nM DOX)处理DOX敏感和耐药FMTO,评估细胞活力、基因表达和P21蛋白水平。

5

体内异种移植实验

验证SAL单独用药在体内的抗肿瘤效果。

将FMTO细胞注射入SCID小鼠乳腺脂肪垫,形成肿瘤后给予SAL处理,测量肿瘤体积并分析增殖标志物。

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
PrestoBlue™ 细胞活力检测试剂Thermo Fisher Scientific--
盐霉素Cayman Chemical--
阿霉素Cayman Chemical--
酶标仪TECAN--
光学显微镜(BX-52)Olympus--
Matrigel基质胶BD Bioscience--
Transwell® 小室Corning3464
胎牛血清Sigma-Aldrich--
吉姆萨染液----
TUNEL反应混合液----
NucleoSpin RNA提取试剂盒TAKARA--
ReverTra Ace qPCR RT试剂盒Toyobo--
QuantiTect SYBR I试剂盒Qiagen--
StepOnePlus实时荧光定量PCR系统Applied Biosystems--
GAPDH、Caspase-8、Caspase-9、Cyclin E1和P21引物FASMAC--
P21抗体Bioss Antibodies Inc.--
Hoechst 33258溶液NACALAI TESQUE, INC.--
山羊抗兔IgG(Alexa Fluor 488, ab150077)--ab150077
Caspase-Glo® 3/7检测系统Promega--
SCID小鼠(C.B-17/IcrHsd-Prldc sid)Sankyo Laboratory--
抗Ki67兔单克隆抗体(SP6)Novus Biologicals--
Vectastain ABC试剂----
Polymount封片剂----

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
FMTO生成与培养
所有患者样本需知情同意,伦理批准号0020007;培养条件同先前报道,具体培养基配方需参考相关文献
阅读提示:Materials and Methods: FMTO generation and cell culture
细胞活力检测
细胞接种密度1×10^3 cells/well,处理时间72小时,SAL浓度2.5-20 μM
阅读提示:Materials and Methods: Cell viability screening, Figure 1
侵袭实验
Matrigel稀释比例1:50,细胞数3×10^4,SAL浓度10 μM,处理时间24小时
阅读提示:Materials and Methods: Boyden chamber invasion assay, Figure 1C
凋亡评估
TUNEL:SAL 10 μM 72小时;Caspase活性:SAL 1 μM 24小时;RT-qPCR:SAL 1 μM 24小时
阅读提示:Materials and Methods: TUNEL analysis, Caspase activity assay, RNA isolation and real-time quantitative PCR, Figure 2
组合处理实验
组合处理:SAL 1 μM + DOX 100 nM 72小时;基因表达检测和免疫荧光
阅读提示:Materials and Methods: Cell viability screening (combined effect), RNA isolation and real-time quantitative PCR, Immunofluorescence staining, Figure 3
体内异种移植实验
SCID小鼠(雌性,5周龄),接种1×10^6 cells/小鼠,SAL剂量4 mg/kg每日腹腔注射3周,肿瘤体积测量每周
阅读提示:Materials and Methods: Xenograft mouse, Figure 4