薏苡仁提取物通过KCTD9介导的TOP2A泛素化在肺腺癌中的抗癌作用

Anti-cancer effects of Coix seed extract through KCTD9-mediated ubiquitination of TOP2A in lung adenocarcinoma.

作者信息Jiuyang Jiang, Xue Li, Chun Zhang, Jiafu Wang, Jin Li
PMID38374109
期刊Cell Div
发布时间2024-02
DOI10.1186/s13008-024-00112-2

实验完整度

包含体外细胞实验(CCK-8、克隆形成、EdU、划痕、Transwell、流式凋亡)、分子机制验证(RT-qPCR、Western blot、免疫共沉淀、CHX追踪、MG132处理)以及体内小鼠移植瘤模型和免疫分析(肿瘤生长、免疫荧光、ELISA)。

主要模型

A549细胞系 HCC827细胞系 C57BL/6N小鼠移植瘤模型 人CD8+ T细胞共培养体系

重点核对

CSE处理浓度300 μg/mL和72小时 KCTD9敲低效率(RT-qPCR和Western blot验证) CHX处理浓度25 μg/mL及检测时间点(0、6、9、12小时) MG132浓度100 μM和处理12小时 小鼠分组及CSE给药剂量12.5 mL/kg每日

摘要

背景:薏苡仁提取物(CSE),一种传统中药,已被报道作为癌症的辅助治疗。然而,其分子靶点尚不清楚。本研究旨在揭示其在肺腺癌(LUAD)中的作用及可能的分子机制。方法:利用HERB数据库预测薏苡仁的分子靶点,随后在Kaplan–Meier Plotter数据库中进行预后价值预测。LUAD细胞在CSE共培养后感染sh-KCTD9,并测定细胞活力、生长、增殖和凋亡。利用蛋白质-蛋白质相互作用网络预测KCTD9的底物并进行验证。通过检测LUAD细胞与T细胞共培养系统中PD-L1的表达、TNF-α、IFN-γ、CXCL10和CXCL9的含量以及T细胞的增殖,研究CSE和sh-KCTD9对LUAD细胞免疫逃逸的影响。最后,在荷瘤小鼠中观察肿瘤生长和免疫逃逸。结果:CSE抑制LUAD细胞的恶性行为和免疫逃逸,而KCTD9的降低逆转了CSE对LUAD细胞恶性行为和免疫逃逸的抑制作用。敲低KCTD9表达抑制了TOP2A的泛素化修饰,而敲低TOP2A在KCTD9敲低的情况下抑制了LUAD细胞的免疫逃逸。CSE在小鼠中发挥抗癌作用,但KCTD9的降低部分削弱了CSE的抗癌作用。结论:CSE通过KCTD9介导的TOP2A泛素化修饰抑制LUAD的免疫逃逸和恶性进展。

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
CSE在肺腺癌中是否通过KCTD9影响TOP2A泛素化从而抑制免疫逃逸和恶性进展?
核心机制
CSE上调KCTD9表达,KCTD9作为E3泛素连接酶组分促进TOP2A泛素化降解,进而抑制PD-L1表达和免疫逃逸。
主要证据
体外实验显示CSE处理降低LUAD细胞活力和迁移侵袭能力,促进凋亡,并降低PD-L1表达;KCTD9敲低逆转这些效应并稳定TOP2A蛋白(CHX追踪、泛素化检测、MG132处理)。体内实验显示CSE减小肿瘤体积和重量,降低PD-L1表达,增加CD8+T细胞浸润;KCTD9敲低部分逆转这些效应。
研究意义
CSE通过KCTD9介导的TOP2A泛素化抑制LUAD免疫逃逸和恶性进展,为LUAD治疗提供了有前景的策略。

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

CSE对LUAD细胞恶性行为的抑制作用

评估CSE对LUAD细胞活力、增殖、迁移、侵袭和凋亡的影响

用CSE处理A549和HCC827细胞,通过CCK-8、克隆形成、EdU、划痕愈合、Transwell侵袭和流式凋亡检测细胞功能。

2

KCTD9在CSE抗肿瘤作用中的功能验证

验证KCTD9是否介导CSE对LUAD细胞恶性行为的抑制作用

用慢病毒敲低KCTD9后再进行CSE处理,重复上述功能实验。

3

CSE和KCTD9对免疫逃逸的影响

探讨CSE和KCTD9对LUAD细胞免疫逃逸的作用

将处理后的LUAD细胞与人CD8+T细胞共培养,检测PD-L1表达、细胞因子(TNF-α、IFN-γ、CXCL10、CXCL9)水平、T细胞增殖和肿瘤细胞杀伤。

4

KCTD9对TOP2A泛素化的调控

验证KCTD9是否通过泛素化修饰调控TOP2A蛋白稳定性

在敲低KCTD9后,检测TOP2A mRNA和蛋白表达、CHX追踪、免疫共沉淀检测泛素化水平、MG132实验。

5

TOP2A在免疫逃逸中的作用验证

验证敲低TOP2A是否逆转KCTD9敲低对免疫逃逸的促进作用

在KCTD9敲低和CSE处理的基础上再敲低TOP2A,检测PD-L1表达、细胞因子水平、T细胞增殖和肿瘤细胞杀伤。

6

体内验证CSE和KCTD9的抗肿瘤及免疫调节作用

在体内验证CSE通过KCTD9抑制肿瘤生长和免疫逃逸

使用C57BL/6N小鼠皮下接种A549细胞,分组处理(对照、CSE、CSE+sh-NC、CSE+sh-KCTD9),测量肿瘤体积和重量,检测PD-L1表达、CD8+T细胞浸润、凋亡、细胞因子水平、KCTD9和TOP2A表达。

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
薏苡仁粉Herb Green Health Biotech Co., Ltd.C160203
A549细胞系ProcellCL-0016
HCC827细胞系ProcellCL-0094
A549细胞专用培养基ProcellCM-0016
HCC827细胞专用培养基ProcellCM-0094
MG-132Beyotime Biotechnology Co., Ltd.S1748
Dynabeads人CD8 T细胞未接触分离试剂盒Thermo Fisher Scientific Inc.11348D
CD8(TIL)磁珠,小鼠Miltenyi Biotec Inc.130-116-478
CCK-8试剂盒BeyotimeC0037
结晶紫染色液BeyotimeC0121-100 ml
BeyoClick™ EdU-555细胞增殖检测试剂盒BeyotimeC0075S
Hoechst 33342染色液BeyotimeC1025
CellTrace™ CFSE细胞增殖试剂盒Thermo FisherC34554
基质胶----
RPMI-1640培养基Sigma-Aldrich Chemical CompanyR7513
碘化丙啶BeyotimeST511
TRIzol试剂----
HiScript III反转录预混液NanJing Vazyme Biotech Co., Ltd.R323-01
ChamQ通用SYBR qPCR预混液VazymeQ711-02
BCA蛋白浓度测定试剂盒BeyotimeP0012S
KCTD9抗体Abcamab180937
PD-L1抗体Abcamab213524
TOP2A抗体Abcamab52934
泛素抗体Abcamab134953
GAPDH (D16H11) XP®兔单克隆抗体Cell Signaling Technologies#5174
山羊抗兔IgG H&L(HRP)Abcamab205718
人TNF-α ELISA试剂盒Shanghai Sangon Biological Engineering Technology & Services Co., Ltd.D711045
人IFN-γ ELISA试剂盒SangonD711044
人CXCL10/IP-10 ELISA试剂盒BeyotimePC208
人MIG/CXCL9 ELISA试剂盒Thermo FisherEHCXCL9
小鼠TNF-α ELISA试剂盒BeyotimePT512
小鼠IFN-γ ELISA试剂盒BeyotimePI508
小鼠CXCL10/IP-10 ELISA试剂盒BeyotimePC206
小鼠MIG/CXCL9 ELISA试剂盒Thermo FisherEMCXCL9
MEM非必需氨基酸溶液Gibco11140050
羟乙基哌嗪乙磺酸Merck KGaAH4034
人白细胞介素-2重组蛋白Gibco200-02-1MG
CD3/CD28 T细胞激活剂Gibco11161D
PD-L1中和抗体抗人PD-L1单抗BioXCellBE0285
小鼠IgG2b同型对照单抗BioXCellBE0086
小鼠颗粒酶B ELISA试剂盒Invitrogen Inc.88-8022-88
小鼠穿孔素ELISA试剂盒Novus Biological Inc.NBP3-00452
TOP2A抗体Abcamab12318
CD8单克隆抗体Thermo FisherMA1-145
山羊抗大鼠IgG(H+L)交叉吸附二抗,DyLight™ 488Thermo FisherSA5-10018
TUNEL凋亡检测试剂盒(显色法)BeyotimeC1091
蛋白酶KBeyotimeST532
免疫染色洗涤液BeyotimeP0106

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
CSE制备
薏苡仁粉末来源和提取方法(95%乙醇回流提取2小时,80°C真空干燥,-4°C保存)
阅读提示:Materials and methods, CSE preparation
细胞培养
A549和HCC827细胞培养基、FBS浓度、抗生素、培养条件(37°C,5% CO2)以及细胞系鉴定(STR和支原体检测)
阅读提示:Materials and methods, Cell lines and culture
药物处理
CSE浓度300 μg/mL和72小时处理时间;CHX浓度25 μg/mL及0、6、9、12小时时间点;MG132浓度100 μM及12小时处理
阅读提示:Materials and methods, Plasmid or lentiviral construction and cell treatment
免疫逃逸实验
人CD8+ T细胞分离方法(Dynabeads试剂盒)和共培养条件(Transwell,24小时);小鼠CD8+ T细胞分离和共培养(3:1比例,48小时)
阅读提示:Materials and methods, Isolation of human and mouse CD8+ T cells, Cell co-culture, In vitro co-culture system of mouse CD8+ T cells and A549 cells
体内实验
小鼠品系、周龄、分组和样本量(每组8只)、A549细胞接种量(2×10^6)、CSE给药剂量(12.5 mL/kg每日静脉注射)、肿瘤体积测量时间(每周一次,持续3周)
阅读提示:Materials and methods, In vivo tumor growth