THEM6通过FDFT1调节铁死亡影响三阴性乳腺癌的卡铂敏感性

THEM6 modulates carboplatin sensitivity by regulating ferroptosis through FDFT1 in triple-negative breast cancer.

作者信息Yuexiang Zeng, Zhijie Xu, Juan Huang, Qiaoli Yi, Xi Chen, Jiayu Wang, Zhihao Du, Jian Tian, Yuanliang Yan
PMID40619388
发布时间2025-07-06
DOI10.1186/s13058-025-02078-7

实验完整度

研究整合患者组织蛋白质组学、细胞功能实验(CCK-8、集落形成、活死染色)、体内原位异种移植模型及机制验证(泛素化、CHX追踪、铁死亡指标检测),包含多层级实验证据。

主要模型

MDA-MB-231细胞系 BT-549细胞系 MDA-MB-231原位异种移植瘤模型(BALB/c裸鼠) TNBC患者组织样本(包含44例石蜡样本和组织微阵列)

重点核对

THEM6过表达增强卡铂敏感性(体内外验证) 铁死亡抑制剂Fer-1和Lip-1逆转THEM6效应 THEM6抑制FDFT1的K48连接泛素化并延长其半衰期 FDFT1敲低逆转THEM6诱导的铁死亡和卡铂敏感性 体内实验:原位异种移植模型,卡铂剂量50 mg/kg每周一次,共三周

摘要

背景:三阴性乳腺癌(TNBC)是一种侵袭性亚型,预后差,因为化疗耐药导致许多患者复发。加入卡铂可改善治疗反应,但挑战依然存在。方法:为了识别TNBC的新靶点,我们分析了接受新辅助化疗的患者中差异表达的蛋白质。使用CCK-8和集落形成实验评估细胞活力。使用THEM6过表达细胞的原位异种移植模型研究体内效应。评估了ROS、铁水平、MDA和线粒体超微结构。通过Western blotting和RT-PCR分析蛋白表达,并评估FDFT1泛素化。结果:我们确定了THEM6(共下调)和PGRMC1(共上调)为与生存相关的蛋白质。THEM6过表达在体外和体内增强了卡铂敏感性,减少了肿瘤重量和体积。THEM6诱导的敏感性与铁死亡有关,因为铁死亡抑制剂Fer-1逆转了该效应,而凋亡、坏死和自噬抑制剂没有影响。THEM6过表达降低了GPX4和SLC7A11,同时增加了ACSL4。TEM显示线粒体损伤,处理细胞中铁、MDA和ROS水平升高。机制上,THEM6通过抑制FDFT1的K48连接泛素化来稳定FDFT1,延长其蛋白质半衰期,并促进铁死亡。FDFT1敲低逆转了THEM6诱导的卡铂敏感性。结论:我们的发现表明,THEM6通过调节FDFT1促进铁死亡,增强TNBC对卡铂的敏感性。THEM6可能作为改善TNBC治疗结果的新型治疗靶点。

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
识别三阴性乳腺癌(TNBC)中对卡铂新辅助化疗敏感性的新靶点,并探讨THEM6在卡铂敏感性中的作用及机制。
核心机制
THEM6通过抑制FDFT1的K48连接泛素化,稳定FDFT1蛋白并延长其半衰期,从而促进铁死亡,增强卡铂敏感性。
主要证据
基于患者组织蛋白质组学分析发现THEM6与生存相关;体外细胞实验(CCK-8、集落形成、活死染色)和体内原位异种移植模型显示THEM6过表达增强卡铂敏感性;铁死亡抑制剂可逆转该效应,且THEM6过表达导致GPX4/SLC7A11下降、ACSL4上升、铁/ROS/MDA升高及线粒体损伤;泛素化实验显示THEM6抑制FDFT1的K48连接泛素化。
研究意义
研究表明THEM6可能是改善TNBC新辅助化疗结局的新型治疗靶点和预后生物标志物,有助于识别潜在反应者并制定化疗策略。

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

患者组织蛋白质组学筛选

鉴定与TNBC新辅助化疗敏感性相关的差异表达蛋白。

对接受卡铂和紫杉醇新辅助化疗的TNBC患者治疗前活检及治疗后手术组织进行4D-label free蛋白质组学分析,比较应答者(S)与非应答者(NS)的蛋白质表达差异。

2

临床样本验证THEM6表达与预后关联

验证THEM6表达水平与TNBC患者预后及化疗反应的相关性。

对44例接受新辅助化疗的TNBC手术样本进行免疫组化染色,分析THEM6表达与应答状态及生存的关系;并使用组织微阵列分析THEM6表达与OS和PFS的相关性。

3

体外功能验证THEM6对卡铂敏感性的影响

验证THEM6过表达对TNBC细胞卡铂敏感性的影响。

在MDA-MB-231和BT-549细胞中稳定过表达THEM6,用不同浓度或时间点的卡铂处理,通过CCK-8、集落形成和活死染色评估细胞活力。

4

体内验证THEM6对卡铂敏感性的影响

验证THEM6过表达在体内对卡铂治疗肿瘤生长的影响。

将THEM6稳定过表达或对照的MDA-MB-231细胞原位植入BALB/c裸鼠乳腺脂肪垫,待肿瘤达约50 mm³后随机分组,给予卡铂或对照治疗,测量肿瘤体积和重量。

5

铁死亡机制验证

验证THEM6诱导铁死亡及其在卡铂敏感性中的作用。

使用铁死亡抑制剂(Fer-1、Lip-1)及凋亡、坏死、自噬抑制剂处理THEM6过表达细胞,评估细胞活力;检测铁离子、MDA、ROS水平及GPX4、SLC7A11、ACSL4蛋白表达;观察线粒体超微结构。

6

机制解析:THEM6调控FDFT1泛素化

探究THEM6调控FDFT1的分子机制。

在THEM6过表达细胞中检测FDFT1 mRNA和蛋白质水平,通过CHX追踪分析蛋白半衰期,通过泛素化实验检测总泛素化及K48/K63连接泛素化水平。

7

功能验证:FDFT1在THEM6介导的铁死亡中的作用

验证FDFT1是否为THEM6诱导铁死亡和卡铂敏感性的关键下游因子。

在THEM6稳定过表达细胞中敲低FDFT1,评估细胞活力、集落形成、铁水平、MDA、ROS及铁死亡相关蛋白表达的变化。

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
卡铂MedChemExpress (MCE)HY-17393
紫杉醇MedChemExpress (MCE)HY-B0015
铁抑素-1MedChemExpress (MCE)HY-100579
脂氧素-1MedChemExpress (MCE)HY-12726
Z-VAD-FMKMedChemExpress (MCE)HY-16658B
坏死抑素-1MedChemExpress (MCE)HY-15760
3-甲基腺嘌呤MedChemExpress (MCE)HY-19312
DMEM培养基----
RPMI 1640培养基----
胎牛血清----
青霉素/链霉素----
CCK-8试剂盒MedChemExpress (MCE)HY-K0301
Calcein AM/PI活死细胞染色试剂盒APExBIOK2247
TRIzol试剂Invitrogen--
SuperScript II逆转录酶Invitrogen--
Power SYBR Green PCR预混液Takara--
RIPA裂解液MedChemExpress (MCE)HY-K1001
蛋白酶抑制剂混合物MedChemExpress (MCE)HY-K0010
Pierce BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific23225
SDS-PAGE蛋白上样缓冲液BeyotimeD0071
PVDF膜MilliporeISEQ00010
Pierce ECL化学发光底物Thermo Scientific32106
脂质过氧化检测试剂盒BeyotimeS0131
铁测定试剂盒Abcamab83366
DCFH-DA探针Sigma35845
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
聚凝胺----
嘌呤霉素----
MG-132----
过氧化氢检测试剂盒Beyotime--
PGRMC1抗体Zen-bio122868
THEM6抗体Biossbs-15296R
FDFT1抗体Proteintech13128-1-AP
GPX4抗体HuabioET1706-45
SLC7A11抗体HuabioHA600098
ACSL4抗体HuabioET7111-43
V5标签抗体Proteintech14440-1-AP
HA标签抗体Proteintech51064-2-AP
Flag标签抗体Proteintech20543-1-AP
β-actin抗体Proteintech66009-1-Ig
慢病毒载体(THEM6, PGRMC1, 阴性对照)GENERAL BIOL--
靶向人FDFT1的shRNA慢病毒颗粒Origene--
酶标仪PerkinElmer--
Axio Observer 3荧光显微镜Carl Zeiss Microimaging--
ABI Prism 7000序列检测系统Applied Biosystems--
Image Lab软件Bio-Rad--
ImageScope软件Leica Microsystems--
ImageJ软件----
GraphPad Prism软件GraphPad Software--
timsTOF Pro2质谱仪----
TNBC组织芯片(WZ-TNBC1201)Shanghai Outdo Biotech Co., Ltd.--

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
细胞培养与处理
细胞系来源、培养基成分、培养条件(如CO2浓度、温度)、卡铂浓度和处理时间。
阅读提示:Methods: Cell lines and reagents, Cell viability assay, Colony formation assay
慢病毒转导
病毒包装系统、转染试剂、感染时polybrene浓度和筛选浓度(如嘌呤霉素)。
阅读提示:Methods: Lentiviral transduction
铁死亡机制验证
铁死亡抑制剂浓度(如Fer-1、Lip-1)和处理时间,检测指标(铁、MDA、ROS、线粒体超微结构)。
阅读提示:Methods: ROS measurement, Ferrous iron measurement, Malondialdehyde measurement, Transmission electron microscope assay
动物实验
细胞接种数量、小鼠品系及周龄、卡铂剂量和给药频率、肿瘤体积测量时间和计算公式。
阅读提示:Methods: Xenograft mouse model
蛋白质泛素化分析
MG-132浓度和处理时间,泛素化检测所用抗体,CHX浓度及取样时间点。
阅读提示:Methods: Western blot and ubiquitination assays, Cycloheximide (CHX) Chase assay