食用菌蒙古口蘑中麦角甾醇在乳腺癌细胞中的作用机制:蛋白表达调控及基于UHPLC-ESI-Q的代谢组学分析

The effect mechanism of ergosterol from the nutritional mushroom Leucocalocybe mongolica in breast cancer cells: Protein expression modulation and metabolomic profiling using UHPLC-ESI-Q.

作者信息Asmaa Hussein Zaki, Bao Haiying, Mohamed Mohany, Salim S Al-Rejaie, Bahaa Abugammie
PMID38571766
发布时间2024-05
DOI10.1016/j.jsps.2024.102045

实验完整度

研究包含细胞活力检测、基因表达分析、Western blot蛋白验证及代谢组学分析,但缺乏动物模型或患者样本等体内验证,实验完整性中等。

主要模型

4T1乳腺癌细胞系

重点核对

麦角甾醇处理浓度:50、100、200 μg/mL 处理时间:24小时 CCK8实验每浓度6个重复 Western blot实验每处理3个重复 代谢组学每组6个重复

摘要

来自蘑菇的麦角甾醇在中国、日本和欧洲等多种文化中具有重要的民族药理学意义。该化合物已被发现具有增强免疫和抗炎特性,使其可用于治疗免疫紊乱。在本研究中,我们着重研究了从食用菌蒙古口蘑中分离的麦角甾醇在乳腺癌细胞系中的潜在抗癌特性。采用ESI-MS和NMR等先进分析技术对麦角甾醇进行纯化和鉴定。我们对4T1乳腺癌细胞进行了细胞增殖实验,以评估麦角甾醇的细胞毒性作用。此外,我们使用实时PCR和Western blot分析了BAX、caspase-7、BCL-2、STAT-3和PARP蛋白的转录水平。另外,我们采用非靶向超高效液相色谱-高分辨质谱(UPLC-MS/MS)在代谢组学水平上研究麦角甾醇抗癌作用的潜在机制。结果表明,麦角甾醇处理显著降低细胞活力并诱导细胞凋亡,尤其是在较高浓度下(P < 0.05)。此外,麦角甾醇影响癌症相关基因的表达,上调促凋亡蛋白如BAX、caspase-7和PARP,同时下调抗凋亡蛋白BCL-2和STAT-3(P < 0.05)。Western blot分析证实了这些发现,并进一步提供了麦角甾醇诱导凋亡作用的证据。代谢组学分析揭示了与氨基酸、抗氧化剂和碳水化合物代谢相关通路的显著变化。总之,我们的研究表明,麦角甾醇通过在乳腺癌细胞中诱导凋亡和调节代谢通路发挥抗癌作用。

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
麦角甾醇是否对乳腺癌细胞具有抗癌作用,其潜在机制是什么?
核心机制
麦角甾醇通过上调促凋亡蛋白(BAX、caspase-7、PARP)和下调抗凋亡蛋白(BCL-2、STAT-3)诱导细胞凋亡,并影响氨基酸、抗氧化剂和碳水化合物代谢通路。
主要证据
CCK8实验显示细胞活力降低;RT-PCR和Western blot显示BAX、caspase-7、PARP表达升高,BCL-2、STAT-3表达降低;代谢组学分析显示代谢谱显著变化。
研究意义
研究表明麦角甾醇具有作为乳腺癌治疗候选药物的潜力,但需要进一步的动物实验验证其疗效和安全性。

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

麦角甾醇对细胞活力的影响

评估麦角甾醇对4T1乳腺癌细胞活力的影响

使用CCK8实验检测不同浓度麦角甾醇处理24小时后的细胞活力,以确定其细胞毒性作用。

2

麦角甾醇对凋亡相关基因表达的影响

验证麦角甾醇对凋亡相关基因转录水平的影响

通过实时PCR检测麦角甾醇处理后BAX和BCL-2的mRNA表达水平。

3

麦角甾醇对凋亡相关蛋白表达的影响

验证麦角甾醇对凋亡相关蛋白表达水平的影响

通过Western blot检测BAX、BCL-2、caspase-7、PARP和STAT-3蛋白的表达水平。

4

代谢组学分析

研究麦角甾醇处理的乳腺癌细胞的整体代谢变化,探索潜在机制

使用UHPLC-Q-Exactive LC-MS对麦角甾醇处理和对照细胞进行非靶向代谢组学分析,鉴定差异代谢物并进行通路富集分析。

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----
胎牛血清----
青霉素-链霉素----
CO2培养箱SHELLAB--
CCK-8试剂盒Beyotime--
二甲基亚砜----
酶标仪Bio-Rad--
TRIzol试剂Invitrogen--
TIANScript逆转录试剂盒Tiangen--
PVDF膜----
抗BAX抗体----
抗BCL-2抗体----
抗Caspase-7抗体----
抗PARP抗体----
抗STAT3抗体----
抗GAPDH抗体----
甲醇CNW Technologies--
甲酸CNW Technologies--
醋酸铵CNW Technologies--
Milli-Q纯水系统Millipore--
超高效液相色谱系统ShimadzuNexera X2 LC-30AD
Q-Exactive Plus质谱仪Thermo Scientific--
ACQUITY UPLC BEH Amide色谱柱Waters--

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:4T1,来源:Procell Life Science & Technology Co, Ltd;培养基:RPMI-1640,含胎牛血清和抗生素。
阅读提示:见Materials and methods 2.2节
细胞活力检测
细胞密度5×10^5/孔,麦角甾醇浓度50、100、200 μg/mL,处理24小时,CCK8检测。
阅读提示:见Materials and methods 2.3节和Results 3.1节
基因表达分析
RNA提取使用TRIzol,逆转录用TIANScript RT Kit,qPCR条件:95°C 10秒,58°C 30秒,72°C 30秒,40循环。
阅读提示:见Materials and methods 2.4节
蛋白表达分析
蛋白提取方法,SDS-PAGE凝胶浓度15%,一抗稀释比例:BAX 1:1000,BCL-2 1:1000,Caspase-7 1:600,PARP 1:200,STAT3 1:800,GAPDH 1:1000;二抗1:3000。
阅读提示:见Materials and methods 2.5节
代谢组学分析
细胞数量5×10^6,麦角甾醇浓度200 μg/mL,处理24小时,代谢物提取方法,LC-MS条件。
阅读提示:见Materials and methods 2.6节