布洛芬通过触发NLRP3-ASC-GSDMD依赖的焦亡在体内和体外抑制未分化甲状腺细胞

Ibuprofen inhibits anaplastic thyroid cells in vivo and in vitro by triggering NLRP3-ASC-GSDMD-dependent pyroptosis.

作者信息Haohao Guo, Runsheng Ma, Yifei Zhang, Keyu Yin, Gongbo Du, Fanxiang Yin, Hongqiang Li, Ziyang Wang, Detao Yin
PMID37999895
发布时间2024-02
DOI10.1007/s10787-023-01379-7

实验完整度

包含体外细胞实验(CCK8、Transwell、划痕、流式、LDH、TEM、免疫荧光、Western blot、GSDMD过表达)和体内异种移植瘤模型,且进行功能验证和机制验证。

主要模型

C643人未分化甲状腺癌细胞系 OCUT-2C人未分化甲状腺癌细胞系 BALB/c裸鼠异种移植瘤模型(OCUT-2C细胞)

重点核对

细胞系:C643和OCUT-2C 布洛芬浓度:C643为0.5、1、1.5 mM,OCUT-2C为1、2、3 mM 处理时间:48小时 动物模型:5周龄雌性BALB/c裸鼠,皮下注射2×10^6个OCUT-2C细胞 体内给药剂量:10或20 mg/kg布洛芬,灌胃,隔天一次

摘要

焦亡是一种新型的促炎性程序性细胞死亡,与炎症、免疫和癌症相关。未分化甲状腺癌(ATC)死亡率高,目前没有有效或标准的治疗方法。该病进展迅速,肿瘤可侵犯气管和食管,导致呼吸和吞咽困难。因此,迫切需要新的治疗方法。布洛芬是一种常见药物,可在某些癌症中发挥抗肿瘤作用。在本研究中,我们在体外和体内证明了布洛芬可以诱导ATC焦亡。因此,我们用布洛芬处理C643和OCUT-2C ATC细胞,发现一些垂死细胞呈现出焦亡的特征性形态学特征,如气泡样肿胀和膜破裂,并伴有ASC和NLRP3的激活以及GSDMD的裂解。随着LDH释放的增加,布洛芬处理促进了细胞凋亡,并抑制了细胞活力、侵袭和迁移。然而,GSDMD的过表达显著抑制了布洛芬诱导的焦亡。在体内,研究表明,布洛芬诱导的焦亡可以剂量依赖性地抑制裸鼠甲状腺肿瘤的生长。在这项研究中,我们探索了布洛芬抑制ATC生长和进展的新机制,并强调了其作为ATC治疗剂的潜力。

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
布洛芬是否通过诱导焦亡来抑制未分化甲状腺癌(ATC)的生长和进展?
核心机制
布洛芬通过激活NLRP3-ASC-GSDMD通路,导致GSDMD裂解,诱导ATC细胞焦亡。
主要证据
体外实验显示布洛芬处理C643和OCUT-2C细胞后出现焦亡形态(TEM)、LDH释放增加、NLRP3和ASC表达上调、GSDMD裂解;GSDMD过表达逆转了这些效应。体内实验显示布洛芬剂量依赖性抑制裸鼠肿瘤生长,并上调NLRP3和ASC、下调GSDMD表达。
研究意义
该研究提供了布洛芬通过诱导焦亡治疗ATC的实验和理论基础,可能促进ATC治疗新策略的开发。

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

体外细胞活力检测

确定布洛芬对ATC细胞增殖的抑制作用

使用CCK8法检测不同浓度布洛芬处理C643和OCUT-2C细胞48小时后的细胞活力。

2

细胞形态学观察

确定布洛芬诱导的细胞死亡类型是否为焦亡

使用透射电子显微镜(TEM)观察布洛芬处理后ATC细胞的形态变化。

3

功能学检测

评估布洛芬对ATC细胞侵袭、迁移和凋亡的影响

使用Transwell侵袭实验、划痕愈合实验和流式细胞术检测布洛芬处理后细胞的侵袭、迁移和凋亡率。

4

LDH释放检测

评估布洛芬对细胞膜完整性的影响

检测布洛芬处理后ATC细胞上清液中LDH的活性。

5

机制蛋白表达检测

验证布洛芬是否通过NLRP3-ASC-GSDMD通路诱导焦亡

使用Western blot和免疫荧光检测布洛芬处理后NLRP3、ASC和GSDMD的表达和定位。

6

GSDMD过表达实验

验证GSDMD在布洛芬诱导焦亡中的关键作用

通过慢病毒载体在ATC细胞中过表达GSDMD,然后检测布洛芬处理后细胞功能、LDH释放、凋亡和蛋白表达的变化。

7

体内异种移植瘤模型

验证布洛芬在体内对ATC肿瘤生长的抑制作用及机制

将OCUT-2C细胞皮下注射入BALB/c裸鼠,成瘤后给予不同浓度布洛芬治疗,监测肿瘤体积和重量,并通过IHC和HE检测蛋白表达和组织损伤。

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Gibco--
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清----
青霉素-链霉素溶液Leagene Biotech Co., Ltd.--
布洛芬MedChemExpress15687-27-1
CCK-8试剂盒Dojindo--
Transwell小室Corning--
结晶紫----
膜联蛋白VJiangsu Keygen Biotech Corp, Ltd--
碘化丙啶Jiangsu Keygen Biotech Corp, Ltd--
抗ASC抗体ServicebioGB115270
抗NLRP3抗体SAB29125
抗GSDMD抗体Proteintech20770-1-AP
山羊抗兔IgG (Dylight 488)abbkineA23220
山羊抗兔IgG (Dylight 649)abbkineA23620
DAPISolarbioS2110
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
RIPA裂解液----
PVDF膜----
抗GAPDH抗体Good hereAB-P-R001
山羊抗兔IgGDingguoIH-0011
增强化学发光试剂盒Servicebio--
BALB/c裸鼠Beijing Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd.--

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C643和OCUT-2C的来源和培养条件(培养基、血清浓度、双抗浓度、培养温度、CO2浓度)
阅读提示:Materials and methods: Cell culture
药物处理
布洛芬的纯度、溶解方法、处理浓度(C643: 0.5, 1, 1.5 mM; OCUT-2C: 1, 2, 3 mM)和处理时间(48小时)
阅读提示:Materials and methods: Cell culture; Results: figure legends
细胞活力检测
CCK8实验的细胞接种密度(5×10^3/孔)、处理时间(48小时)、CCK8孵育时间(2小时)和检测波长(450nm)
阅读提示:Materials and methods: CCK8 assays
侵袭和迁移实验
Transwell实验的上室细胞数(1×10^4)、布洛芬浓度、处理时间(48小时)、划痕实验的细胞接种密度(4×10^5)和血清饥饿处理
阅读提示:Materials and methods: Transwell, Wound healing assay
凋亡检测
流式细胞术的细胞染色(Annexin V-FITC和PI)、处理时间(48小时)和细胞收集步骤
阅读提示:Materials and methods: Flow cytometry
LDH释放实验
细胞接种密度(30×10^4/孔)、处理时间(48小时)和LDH检测试剂盒的步骤
阅读提示:Materials and methods: LDH
机制蛋白检测
抗体信息(抗ASC、抗NLRP3、抗GSDMD)及其稀释比例(文中未明确说明)、Western blot和免疫荧光的固定、通透化步骤
阅读提示:Materials and methods: Western blotting, Immunofluorescence
GSDMD过表达
过表达载体(OE-GSDMD)和对照载体的构建信息、转染试剂(Lipofectamine 3000)和转染后处理时间
阅读提示:Materials and methods: OE-RNA transfection
体内实验
动物品系(BALB/c裸鼠)、年龄(5周)、性别(雌性)、细胞注射数量(2×10^6)、给药剂量(10和20 mg/kg)、给药频率(隔天一次)和给药途径(灌胃)
阅读提示:Materials and methods: Xenograft models