顺铂通过靶向非洲绿猴(Chlorocebus aethiops sabaeus)肾细胞中的过氧化物氧化还原蛋白I和II,经由ROS依赖性MAPK信号通路诱导肾细胞死亡

Cisplatin Induces Kidney Cell Death via ROS-dependent MAPK Signaling Pathways by Targeting Peroxiredoxin I and II in African Green Monkey (Chlorocebus aethiops sabaeus) Kidney Cells.

作者信息Hui-Na Zhang, Wan-Qiu Xiao, Dong Hun Lee, Nan Li, Yao-Yuan Feng, Ting Su, Han-Yu Gu, Ijoo Yoon, Haiyoung Jung, Kyung Ho Lee, Hee Jun Cho, Ying-Hao Han, Hu-Nan Sun, Taeho Kwon
PMID38418129
期刊In Vivo
发布时间2024-03
DOI10.21873/invivo.13482

实验完整度

体外细胞实验,包括细胞活力、凋亡、ROS、线粒体膜电位和Western blot验证,使用抑制剂和ROS清除剂进行机制研究,但缺乏动物模型和患者样本验证。

主要模型

非洲绿猴肾Vero细胞

重点核对

Vero细胞来源:Procell Life Science & Technology Co., Ltd. CDDP处理浓度:0, 2.5, 5, 10, 20 μM CDDP处理时间:24 h和48 h NAC预处理浓度:5和10 mM,预处理30 min MAPK抑制剂处理(具体抑制剂和浓度文中未明确说明)

摘要

背景/目的:顺铂[顺式二氨二氯铂(II),CDDP]是一种在临床上广泛应用且有效的抗肿瘤药物,以其肾毒性副作用而闻名。本研究探讨了CDDP诱导非洲绿猴肾(Vero)细胞损伤的机制,重点关注过氧化物氧化还原蛋白(Prx)家族中清除活性氧(ROS)的Peroxiredoxin I(Prx I)和Peroxiredoxin II(Prx II)的作用。材料与方法:我们使用了源自非洲绿猴肾脏的Vero细胞系,并将这些细胞暴露于不同浓度的CDDP。评估了细胞活力、凋亡、ROS水平和线粒体膜电位。结果:CDDP通过升高细胞和线粒体ROS显著损害Vero细胞活力,导致凋亡增加。用ROS清除剂N-乙酰-L-半胱氨酸(NAC)预处理有效地减少了CDDP诱导的ROS积累和随后的细胞凋亡。此外,CDDP以剂量和时间依赖性方式降低Prx I和Prx II水平。抑制Prx I和II加剧了细胞死亡,表明它们在CDDP诱导的细胞ROS积累中的作用。此外,CDDP增强了MAPKs(p38、ERK和JNK)的磷酸化,而不影响AKT。抑制这些通路显著减弱了CDDP诱导的凋亡。结论:该研究强调了Prx蛋白在CDDP诱导的肾毒性中的作用,并强调了ROS在细胞死亡中介导中的核心作用。这些见解为开发减轻CDDP肾毒性效应的临床干预措施提供了有前景的途径。

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
CDDP如何诱导肾细胞凋亡,以及Prx I和Prx II在该过程中的作用是什么?
核心机制
CDDP通过增加细胞和线粒体ROS,激活MAPK信号通路(p38、ERK、JNK),同时下调Prx I和Prx II,导致线粒体功能障碍和细胞凋亡。
主要证据
在Vero细胞中,CDDP处理后观察到细胞活力下降、凋亡增加、ROS水平升高、线粒体膜电位降低、Prx I和II表达下降以及MAPK磷酸化增强;NAC预处理和MAPK抑制剂可减轻这些效应。
研究意义
该研究为理解CDDP肾毒性机制提供了新见解,并可能为开发减轻CDDP肾毒性效应的临床干预措施提供理论基础。

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

评估CDDP对Vero细胞活力的影响

确定CDDP是否以剂量和时间依赖性方式降低Vero细胞活力。

将Vero细胞以4×10^3细胞/孔的密度接种于96孔板,并用0, 2.5, 5, 10, 20 μM的CDDP处理24或48小时,然后通过MTT法检测细胞活力。

2

检测CDDP诱导的细胞凋亡

验证CDDP是否诱导Vero细胞凋亡,并检测凋亡相关蛋白的表达变化。

将Vero细胞以6×10^4细胞/孔的密度接种于24孔板,用CDDP处理48小时,使用Annexin V-FITC/PI染色检测凋亡,并通过Western blot检测cleaved Caspase-3、cleaved Caspase-9、Bax和Bcl-2的表达。

3

检测CDDP对ROS和线粒体损伤的影响

评估CDDP是否诱导细胞内和线粒体ROS积累,并导致线粒体膜电位降低。

Vero细胞以6×10^4细胞/孔接种于24孔板,CDDP处理48小时后,用DHE染色检测细胞内ROS,MitoSOX染色检测线粒体ROS,JC-1染色检测线粒体膜电位。

4

检测CDDP对Prxs蛋白表达的影响及Prx抑制后的凋亡变化

确定CDDP是否下调Prx I和Prx II表达,并探究Prx I和II的功能。

Western blot检测不同浓度CDDP处理48小时后Prxs蛋白水平,以及20 μM CDDP处理0-48小时后Prxs蛋白的时效变化;使用Conoidin A抑制Prx I和II,评估对CDDP诱导凋亡的影响(Annexin V染色和Western blot)。

5

NAC预处理对CDDP诱导ROS和凋亡的影响

验证ROS在CDDP诱导凋亡中的关键作用,并测试NAC的保护效应。

Vero细胞先用5和10 mM NAC预处理30分钟,再加入CDDP处理,然后检测ROS水平(DHE和MitoSOX)、线粒体膜电位(JC-1)、凋亡(Annexin V/PI)和凋亡相关蛋白表达(Western blot)。

6

MAPK信号通路抑制剂对CDDP诱导凋亡的影响

探究MAPK信号通路是否介导CDDP诱导的凋亡。

Vero细胞用CDDP处理后,检测MAPK家族(ERK、JNK、p38)和AKT的磷酸化水平;随后使用MAPK抑制剂处理,评估对CDDP诱导凋亡的影响(Annexin V染色和Western blot)。

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。

验证样本或模型特征
验证细胞功能变化
验证分子表达变化
验证机制链路
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
杜尔贝科改良伊格尔培养基Hyclone--
胎牛血清Hyclone--
青霉素/链霉素Solarbio--
顺铂Yisheng--
MTTSigma-Aldrich--
Annexin V-FITC/PI检测试剂盒BD Biosciences--
二氢乙啶Beyotime Biotechnology--
MitoSOXThermo Fisher Scientific--
JC-1Thermo Fisher Scientific--
硝酸纤维素膜Millipore--
一抗Santa Cruz Biotechnology--
HRP标记二抗Sigma-Aldrich--
化学发光检测系统Amersham--

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
Vero细胞来源、培养基成分、培养条件
阅读提示:Methods: Cell culture
药物处理
CDDP浓度、处理时间、NAC浓度和预处理时间
阅读提示:Results: 图1和图3
细胞活力检测
细胞接种密度、MTT浓度、孵育时间、检测波长
阅读提示:Methods: Cell viability assay
凋亡检测
细胞接种密度、Annexin V/PI染色步骤、检测方法
阅读提示:Methods: Detection of apoptosis
ROS检测
DHE和MitoSOX的浓度、染色时间、荧光显微镜设置
阅读提示:Methods: Cellular and mitochondrial ROS level detection
线粒体膜电位检测
JC-1染色条件、检测方法
阅读提示:Methods: Mitochondrial membrane potential changes detection
Western blot
蛋白上样量、一抗稀释比例、二抗稀释比例、检测系统
阅读提示:Methods: Western blot analysis
MAPK抑制实验
MAPK抑制剂种类、浓度、处理时间
阅读提示:Results: 图4(文中未明确提供抑制剂细节)