联合NRF2和GPX4抑制剂协同抑制卵巢癌:体外和体内证据

Synergistic suppression of ovarian cancer by combining NRF2 and GPX4 inhibitors: in vitro and in vivo evidence.

作者信息Ning Li, Xingmei Jiang, Qingyu Zhang, Yongmei Huang, Jinbin Wei, Haitao Zhang, Hui Luo
PMID38396022
发布时间2024-02-23
DOI10.1186/s13048-024-01366-8

实验完整度

包含体外细胞实验(贴壁、悬浮、3D培养)、机制验证(ROS、4-HNE、凋亡检测)及体内小鼠模型验证,证据层级完整。

主要模型

HM人卵巢癌细胞系 OVCA429人卵巢癌细胞系 ID8-luc小鼠卵巢癌细胞系 C57BL/6小鼠同基因卵巢癌腹腔转移模型

重点核对

GPX4抑制剂RSL3浓度梯度(如0.3125-5μM)下细胞活力变化 NRF2抑制剂ML385浓度梯度(如5-50μM)下细胞活力变化 shRNA敲低NRF2后GPX4抑制剂对细胞活力的影响 体内实验中药物剂量:trigonelline 1mpk, ML385 30mpk, clobetasol propionate 0.5mpk, RSL3 3mpk, ML210 5mpk 体内实验中每组小鼠数量(5只对照组,4只处理组)

摘要

卵巢癌因缺乏有效的筛查和诊断方法,常常导致晚期发现,且在全球所有妇科肿瘤中死亡率最高,是女性健康面临的重大挑战。最近的研究表明,卵巢癌具有“铁成瘾”表型,使其易受铁死亡诱导剂的影响。我们通过体外和体内实验测试了NRF2靶向抑制剂与GPX4靶向抑制剂联合治疗卵巢癌的效果。数据显示,联合治疗有效抑制了贴壁细胞生长,抑制了悬浮细胞球形成,并限制了3D培养中球的形成能力。机制上,联合治疗诱导了ROS、4-HNE的积累以及caspase-3的激活,表明该联合治疗同时增加了细胞铁死亡和凋亡。值得注意的是,抑制GPX4或NRF2可抑制卵巢癌在小鼠腹腔内的扩散和生长,而在同基因小鼠卵巢癌模型中,NRF2抑制剂ML385与GPX4抑制剂的联合治疗相比单独用药显示出显著的协同效应。总体而言,这些发现表明,联合NRF2抑制剂和GPX4抑制剂在体外和体内对卵巢癌具有协同抑制作用,并可能成为治疗卵巢癌的有前途的治疗策略。

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
联合抑制NRF2和GPX4是否能协同抑制卵巢癌的生长和转移?
核心机制
联合抑制NRF2和GPX4导致ROS和脂质过氧化积累,同时诱导铁死亡和凋亡(caspase-3激活)。
主要证据
体外实验显示联合治疗抑制贴壁细胞活力、悬浮和3D球形成,并增加ROS、4-HNE和caspase-3活性;体内实验显示ML385与RSL3或ML210联合显著抑制卵巢癌生长和腹水产生。
研究意义
该联合策略可能成为治疗卵巢癌的有前途的治疗策略,尤其针对转移性卵巢癌。

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

临床样本和数据库分析

评估NRF2在卵巢癌中的表达及其与转移的关联

从TCGA数据库提取转录组数据分析NFE2L2表达;对51例患者的原发和转移肿瘤进行免疫组化检测NRF2表达。

2

体外细胞模型建立

验证NRF2在球体形成中的表达变化及对GPX4抑制剂的敏感性影响

使用HM和OVCA429细胞,通过悬浮培养诱导球体形成,检测NRF2、KEAP1、p62、HO-1、GPX4蛋白和NFE2L2 mRNA水平;通过shRNA敲低NRF2,检测GPX4抑制剂对细胞活力的影响。

3

体外药物联合效应评估

评估NRF2抑制剂与GPX4抑制剂联合对贴壁、悬浮和3D培养细胞生长的影响

使用CCK8检测细胞活力,PI染色检测细胞死亡,评估球体形成和3D培养球体生长。

4

机制验证

阐明联合治疗诱导细胞死亡的机制

通过流式细胞术检测BODIPY C11染色的脂质ROS水平,免疫荧光检测4-HNE积累,Annexin V-FITC/PI检测凋亡,caspase-3活性检测。

5

体内疗效评估

验证联合治疗在同基因小鼠卵巢癌模型中的抗肿瘤效果

将ID8-luc细胞腹腔注射到C57BL/6小鼠,建立腹腔转移模型,分组给药,通过活体成像监测肿瘤生长和腹水产生。

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
DMEM培养基Gibco8121334
胎牛血清Biological Industries04-001-1ACS
青霉素-链霉素液体SolarbioP1400
胰蛋白酶SolarbioT1350
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
Bradford蛋白定量试剂盒BeyotimeP0006C
抗Tubulin抗体CST2125
抗actin抗体Proteintech6009-1-Ig
抗NRF2抗体CST12721T
抗GPX4抗体CST52455S
抗p62抗体Proteintech00106301
抗KEAP1抗体Proteintech10503-2-AP
抗HO-1抗体Proteintech10701-1-AP
抗4-HNE抗体MyBioSourceMBS808700
CCK8试剂盒BeyotimeC0038
PL-luciferaseAddgene21471
Annexin V-FITC/PI凋亡试剂盒BiosharpBL110A
GreenNuc™ 活细胞Caspase-3检测试剂盒BiosharpC1168S
BODIPY™ 581/591 C11ThermofisherD3861
Hoechst染料BeyotimeC1011
荧光素BeyotimeST196
葫芦巴碱yuanye Bio-TechnologyB20521
ML385yuanye Bio-TechnologyS86700
RSL3AdooQ BioScienceA15865
ML210AdooQ BioScienceA20475
基质胶Corning356234
无酚红培养基ProcellPM150223
碘化丙啶BeyotimeST511
抗荧光淬灭封片剂BeyotimeP0133
AG RNAex Pro试剂盒Accurate BiologyAG21101
HiScript III RT SuperMix for qPCR (+gDNA wiper) 试剂盒VazymeR323-01
ChamQ通用SYBR qPCR预混液VazymeQ711
嘌呤霉素--1 μg/mL
D-荧光素--3 mg/mice
流式细胞仪Cytek--
成像系统Sally Sue, Proteinsimple--
共聚焦激光扫描显微镜Olympus--
In-vivo Xtreme活体成像系统Bruker--

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
细胞活力检测
HM和OVCA429细胞接种密度(2.0×10^3/孔),药物处理时间(48小时),CCK8孵育时间(2小时)
阅读提示:Materials and Methods: Cell viability assay
球体形成实验
6孔板用0.5%琼脂糖包被,细胞接种密度(3000细胞/孔),培养时间(7-10天),结晶紫染色
阅读提示:Materials and Methods: Spheroids formation assay
3D培养
细胞在5% Matrigel中重悬,接种密度(300细胞/孔),药物浓度(2×浓度),培养基更换频率(每3天)
阅读提示:Materials and Methods: 3D culture
凋亡检测
细胞处理时间(48小时),Annexin V-FITC(5μL)和PI(10μL)用量,孵育条件(37℃10分钟)
阅读提示:Materials and Methods: Apoptosis assay
ROS分析
BODIPY C11浓度(1.5μM),染色时间(30分钟),孵育条件(37℃)
阅读提示:Materials and Methods: ROS analysis
Caspase-3活性检测
药物处理时间(48小时),染料浓度(5μM),孵育时间(30分钟)
阅读提示:Materials and Methods: Caspase-3 activity assay
Western blotting
蛋白上样量(20-30μg),一抗稀释比例(1:1000),二抗稀释比例(1:5000)
阅读提示:Materials and Methods: Western blotting analysis
shRNA介导的基因沉默
shRNA序列(shNRF2-1和shNRF2-3),嘌呤霉素筛选浓度(1μg/mL)和处理时间(48小时)
阅读提示:Materials and Methods: shRNA mediated gene silencing
体内实验
小鼠品系(C57BL/6)和性别(雌性)及年龄(5周龄),ID8-luc细胞注射数量(5×10^6),给药方案(隔天一次共10次),药物剂量(trigonelline 1mpk, ML385 30mpk, clobetasol propionate 0.5mpk, RSL3 3mpk, ML210 5mpk),每组小鼠数量(对照组5只,处理组4只)
阅读提示:Materials and Methods: The mouse ovarian cancer peritoneal spreading model