多组学测序揭示恩度联合顺铂通过抗血管生成治疗非小细胞肺癌

Multi-omics sequencing revealed endostar combined with cisplatin treated non small cell lung cancer via anti-angiogenesis.

作者信息Yufei Wang, Hong Ren
PMID38331776
发布时间2024-02-08
DOI10.1186/s12885-023-11665-w

实验完整度

包含体外细胞实验(A549、HUVECs共培养)、体内裸鼠移植瘤模型、m6A测序与RNA测序等多层级验证,并进行了功能(METTL3敲低/过表达)和机制验证。

主要模型

A549细胞系 HUVECs BALB/c裸鼠移植瘤模型

重点核对

细胞系:A549(人肺腺癌细胞系) 动物模型:8周龄雄性BALB/c裸鼠,皮下接种A549细胞 给药方案:恩度和顺铂瘤周注射,剂量均为3 mg/kg,联合组6 mg/kg(3+3 mg/kg),每6天一次,共3次 对照组:0.9%无菌氯化钠溶液5 mL/kg,共3次 检测指标:集落形成、迁移、凋亡(流式、TUNEL)、管形成、蛋白和mRNA表达(Western blot、qPCR)

摘要

背景:恩度(Endostar)是一种抗血管生成药物,已被批准用于治疗非小细胞肺癌(NSCLC)。目前,恩度联合放疗或化疗在某些肿瘤的治疗中已取得理想效果,但在NSCLC中的应用和研究缺乏。本研究探讨了恩度联合顺铂(EC)在NSCLC中的治疗效果及潜在机制。方法:采用HE染色、TUNEL染色、免疫荧光、集落形成能力和细胞迁移能力评估EC的抗肿瘤活性。通过western blotting和qPCR检测FMOD、VEGF、FGF-2和PDGF-B的表达。通过m6A测序和RNA测序分析联合治疗的靶点。构建METTL3敲低和过表达的A549细胞,并与HUVECs共培养,以进一步评估METTL3对联合治疗的影响。结果:联合治疗显著降低了NSCLC细胞的集落形成和迁移能力,诱导细胞凋亡,并抑制HUVECs的管形成能力。m6A测序和RNA测序结果显示,EC可下调肿瘤组织中FMOD的表达水平,这可能与其m6A甲基化修饰调节酶METTL3的减少有关。限制FMOD表达可降低FGF2、TGF-β1、VEGF和PDGF-B的表达。此外,METTL3的过表达几乎消除了EC的抗肿瘤作用并促进了血管生成。结论:恩度联合顺铂可能通过下调METTL3和FMOD的表达发挥抗肿瘤作用。

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
恩度联合顺铂在非小细胞肺癌中的抗肿瘤作用及其潜在机制是什么?
核心机制
恩度联合顺铂通过下调METTL3表达,降低FMOD的m6A甲基化水平,从而下调FMOD表达,进而抑制肿瘤血管生成。
主要证据
体外实验显示联合治疗抑制A549细胞增殖、迁移并诱导凋亡;体内实验显示联合治疗抑制肿瘤生长,增加凋亡;m6A和RNA测序显示METTL3和FMOD表达下调,且METTL3过表达逆转联合治疗的效果。
研究意义
该研究阐明了恩度联合顺铂治疗NSCLC的药理作用和分子机制,支持METTL3和FMOD作为NSCLC的治疗靶点。

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

体外抗肿瘤活性评估

评估恩度联合顺铂对NSCLC细胞增殖、迁移和凋亡的影响

使用MTT、集落形成、伤口愈合和流式细胞术检测A549细胞在联合治疗下的活力、增殖、迁移和凋亡变化

2

体内抗肿瘤效果评估

验证联合治疗在裸鼠移植瘤模型中的抗肿瘤效果

建立A549细胞皮下移植瘤模型,分组给药后测量肿瘤体积、重量,并进行HE和TUNEL染色

3

转录组和m6A测序分析

筛选联合治疗后的差异表达基因和差异m6A甲基化基因

提取肿瘤组织RNA,进行RNA测序和m6A测序,分析差异表达基因和差异甲基化基因,并进行联合分析

4

METTL3功能验证

验证METTL3在联合治疗中的作用

构建METTL3敲低和过表达A549细胞系,与HUVECs共培养,检测细胞活力、迁移、凋亡和管形成能力

5

体内METTL3功能验证

验证METTL3在体内对联合治疗效果的影响

使用METTL3敲低和过表达的A549细胞构建裸鼠移植瘤模型,给予联合治疗,检测肿瘤生长、凋亡及血管生成相关蛋白表达

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
BALB/c裸鼠Beijing Huafukang Biotechnology Co., LTD.SCXK (Beijing) 2019-0008
RPMI 1640培养基----
胎牛血清----
青霉素-链霉素----
Ham's F-12K培养基Procell Life Science&Technology Co.,Ltd.--
柠檬酸钠缓冲液----
牛血清白蛋白GentiholdA1128
DAB显色液----
TRIzol试剂Invitrogen Life Technologies--
RIPA裂解液SolarbioR0010
蛋白酶抑制剂SolarbioA8260
BCA蛋白定量试剂盒SolarbioPC0020
PVDF膜----
FMOD抗体Proteintech Group, Inc1:1000
VEGF抗体Proteintech Group, Inc1:1000
TGF-β1抗体Proteintech Group, Inc1:2000
FGF-2抗体Proteintech Group, Inc1:1000
GAPDH抗体Proteintech Group, Inc1:1000
PDGF-B抗体Abcam1:2000
原位凋亡检测试剂盒Beijing Sigma Biotechnology Co., Ltd.--
Lipo2000转染试剂Invitrogen--
嘌呤霉素----
结晶紫----
FITC标记的Annexin V----
碘化丙啶----
基质胶Corning--
NanoDrop s2000分光光度计Thermo Scientific--
Agilent 2100生物分析仪Agilent Technologies--
VAHTS Universal V6 RNA-seq文库制备试剂盒----
Illumina NovaSeq 6000测序平台Illumina--

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
A549细胞使用RPMI 1640+10% FBS+1%青霉素-链霉素;HUVECs使用Ham's F-12K+0.1 mg/mL肝素+0.03-0.05 mg/mL ECGs+10% FBS+1%青霉素-链霉素;培养条件37℃,5% CO2
阅读提示:Methods: Cell and culture conditions
动物模型
8周龄雄性BALB/c裸鼠,皮下接种A549肿瘤块(约2 mm3),每组5只;随机分为模型组、恩度组、联合组;给药剂量:恩度和顺铂各3 mg/kg,联合组6 mg/kg,瘤周注射,每6天一次,共3次;模型组给予0.9%氯化钠5 mL/kg
阅读提示:Methods: Nude mouse Tumor xenograft model and drug intervention; Figure legends
药物处理
体外实验中,恩度浓度200 μg/mL,顺铂浓度2 μg/mL,处理48小时
阅读提示:Methods: Colony formation test; Results: 图S1
分子检测
qPCR引物序列见表1;Western blotting所用抗体及稀释比例:FMOD 1:1000, VEGF 1:1000, TGF-β1 1:2000, FGF-2 1:1000, GAPDH 1:1000, PDGF-B 1:2000
阅读提示:Methods: qPCR, Western blotting; Table 1
测序分析
RNA测序和m6A测序使用Illumina NovaSeq 6000平台,PE150;差异表达基因筛选条件|log2FoldChange|≥1, p<0.05;m6A差异峰筛选条件|peak_diff.log2.fc|≥1
阅读提示:Methods: RNA sequencing and m6A sequencing; Results: 转录组分析
METTL3功能验证
METTL3敲低使用siRNA(3条序列)和过表达载体(pAdTrack-CMV-METTL3)转染A549;共培养体系:A549与HUVECs共培养48小时;管形成实验:HUVECs密度8×10^4细胞/孔,接种后4小时观察
阅读提示:Methods: Adenovirus Infection and transfection, Tube formation capacity assay