通过靶向脂质代谢关键酶CPT1A、SCD和FASN恢复紫杉醇耐药卵巢癌的敏感性

Resensitizing Paclitaxel-Resistant Ovarian Cancer via Targeting Lipid Metabolism Key Enzymes CPT1A, SCD and FASN.

作者信息Qinsiyu Ma, Zhan'ao Liu, Tengyu Wang, Pengfei Zhao, Mingrui Liu, Yifang Wang, Weitong Zhao, Ying Yuan, Shuo Li
PMID38003694
发布时间2023-11-19
DOI10.3390/ijms242216503

实验完整度

包含转录组数据分析、细胞系模型验证、siRNA敲低和药理学抑制剂干预等实验,但缺乏体内实验和临床样本验证,机制研究较浅。

主要模型

A2780人卵巢癌细胞系 A2780/PTX紫杉醇耐药细胞系

重点核对

紫杉醇耐药细胞系中CPT1A、SCD、FASN的mRNA和蛋白过表达 siRNA敲低CPT1A、SCD、FASN后细胞活力、迁移、集落形成和凋亡的变化 CPT1A抑制剂依托莫司、SCD抑制剂CAY10566单独或联合紫杉醇对IC50和凋亡率的影响 患者肿瘤组织中CPT1A与ATP1B1表达的正相关及对总生存期的影响

摘要

上皮性卵巢癌(EOC)是一种致命的妇科癌症,其中紫杉醇耐药是限制治疗结果的主要因素,而鉴定紫杉醇耐药相关基因是艰巨的。我们获得了七个紫杉醇耐药卵巢癌细胞系及相应敏感细胞系的转录组数据。将至少在三个耐药细胞系中显著上调、且在其余耐药细胞系中未下调的基因定义为候选基因。然后根据候选基因在耐药细胞系中显著上调的频率进行排序,将排名最高的基因定义为紫杉醇耐药相关基因(PRGs)。根据PRGs的中位表达对患者进行分组。建立了脂质代谢相关基因集和肿瘤相关基因集,并与PRGs共上调的基因取交集,获得229个与脂质代谢和肿瘤发生相关的共上调基因。PPI网络获得了19个与CPT1A直接相关的高置信协同靶点(相互作用评分>0.7)。最后,FASN和SCD分别是CPT1A的上游底物提供者和竞争者。Western blot和qRT-PCR结果证实了A2780/PTX细胞系中CPT1A、SCD和FASN的过表达。抑制CPT1A、SCD和FASN可降低细胞活力和迁移,药理学阻断CPT1A和SCD可提高A2780/PTX的凋亡率和紫杉醇敏感性。总之,我们的新生物信息学方法可以克服药物耐药性评估的困难,通过靶向脂质代谢相关酶为紫杉醇耐药EOC提供有前景的治疗策略。

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
在紫杉醇耐药卵巢癌中,脂质代谢关键酶CPT1A、SCD和FASN的表达及其在耐药发生中的作用是什么?
核心机制
脂质代谢重编程(特别是脂肪酸氧化)与紫杉醇耐药相关,CPT1A作为脂肪酸氧化的限速酶,与FASN和SCD协同促进耐药。
主要证据
转录组分析显示CPT1A、SCD和FASN在耐药细胞系中高表达;qRT-PCR和Western blot验证了A2780/PTX细胞中蛋白和mRNA水平升高;siRNA敲低和药理学抑制(依托莫司、CAY10566)降低细胞活力、迁移,增加凋亡,恢复紫杉醇敏感性。
研究意义
靶向CPT1A、SCD和FASN的联合治疗策略可能为紫杉醇耐药卵巢癌提供新的治疗方向。

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

生物信息学筛选和验证

识别与紫杉醇耐药相关的脂质代谢基因

利用GEO数据库的转录组数据,通过差异表达分析和基因集交集,鉴定CPT1A、SCD、FASN等基因。

2

体外细胞系模型验证

验证目标基因在耐药细胞系中的表达

通过qRT-PCR和Western blot检测A2780和A2780/PTX细胞中CPT1A、SCD和FASN的表达。

3

siRNA敲低功能实验

评估敲低CPT1A、SCD和FASN对耐药细胞功能的影响

使用siRNA敲低目标基因,检测细胞活力(CCK-8)、集落形成、迁移(Transwell)和凋亡(流式)。

4

药理学抑制剂验证

验证药理学抑制CPT1A和SCD能否恢复紫杉醇敏感性

使用依托莫司(CPT1A抑制剂)、CAY10566(SCD抑制剂)和奥利司他(FASN抑制剂)单独或联合紫杉醇处理细胞,检测细胞活力和凋亡。

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ProcellPM150210
胎牛血清Procell164210-50
青霉素-链霉素溶液ProcellPB180120
RNAiso Plus试剂TakaraD9108B
PrimeScript RT试剂盒(含gDNA Eraser)TakaraRR047A
TB Green Premix Ex Taq IITakaraRR820A
LightCycler 480实时荧光定量PCR仪Roche--
PVDF膜BiosharpBS-PVDF-45, BS-PVDF-22
抗SCD抗体Proteintech28678-1-AP
抗FASN抗体Proteintech10624-2-AP
抗CPT1A抗体Proteintech15184-1-AP
抗PARP抗体Proteintech13371-1-AP
抗Caspase 3抗体Proteintech19677-1-AP
抗GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
CCK-8试剂盒GlpBioGK10001
依托莫司GlpBioGC16736
CAY10566GlpBioGC18558
奥利司他MerckO4139
EdU试剂盒EpizymeCX002
Transwell小室Costar#3422
Annexin V-AbFlour 488AbbkineKTA0002
碘化丙啶AbbkineKTA0002
FACS Celesta流式细胞仪Becton Dickinson--
GraphPad Prism统计软件----
R软件----

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
A2780细胞培养条件:DMEM培养基(含10%胎牛血清和1%青霉素-链霉素),37°C、5% CO2
阅读提示:见材料与方法4.5节
耐药细胞系建立
紫杉醇浓度逐步递增,初始浓度0.1 nM,最终维持浓度500 nM,总过程约12个月;需确认耐药表型维持条件
阅读提示:见材料与方法4.6节
siRNA敲低
siRNA序列和转染条件:Lipofectamine 2000,转染48小时
阅读提示:见材料与方法4.9节及补充材料S2
药物处理
抑制剂浓度:依托莫司0.03 mM,CAY10566 0.025 mM,奥利司他浓度未说明;紫杉醇浓度梯度
阅读提示:见结果2.5节及图7
功能检测
CCK-8、集落形成、EdU、Transwell迁移实验的具体参数(如细胞数、处理时间、浓度)
阅读提示:见材料与方法4.11-4.13节