YAP1通过驱动谷氨酰胺摄取和代谢为GSH抑制RSL3诱导的去势抵抗性前列腺癌细胞铁死亡

YAP1 inhibits RSL3-induced castration-resistant prostate cancer cell ferroptosis by driving glutamine uptake and metabolism to GSH.

作者信息Xian Fu, Hongshen Wu, Changjiu Li, Gang Deng, Chao Chen
PMID37773303
发布时间2024-09
DOI10.1007/s11010-023-04847-4

实验完整度

包含临床组织样本分析、细胞系功能实验和机制验证,但缺乏动物模型或其他独立证据层级。

主要模型

PC-3细胞 DU145细胞 BPH、PCa和CRPC临床组织样本

重点核对

细胞系:PC-3和DU145 RSL3处理浓度5 μM,处理24小时 YAP1过表达或敲低效率 SLC1A5和GLS1抑制剂浓度及处理时间(V-9302 20 μM 48小时,CB-839 1 μM 48小时)

摘要

在去势抵抗性前列腺癌(CRPC)中,高水平的YAP1和铁死亡激活可以抑制CRPC进展并提高其对化疗药物的敏感性。然而,YAP1是否调节CRPC细胞中的铁死亡及其潜在机制尚不清楚。通过蛋白质印迹法评估了良性前列腺增生(BPH)、未进展为CRPC的前列腺癌(PCa)和CRPC组织样本中YAP1、SLC1A5和GLS1的蛋白水平。在PC-3和DU-145细胞中,使用了YAP1过表达载体、小干扰RNA、特异性抑制剂维替泊芬、铁死亡诱导剂RSL3、SLC1A5抑制剂V-9302和GLS1抑制剂CB-839。使用免疫荧光、流式细胞术、双荧光素酶报告基因和相关试剂盒研究YAP1对CRPC细胞铁死亡活性的影响及其潜在机制。YAP1促进细胞外谷氨酰胺的摄取以及随后谷氨酸和谷胱甘肽(GSH)的产生,并增加GPX4活性。对于RSL3激活的铁死亡,YAP1降低了活性氧、丙二醛和脂质过氧化的水平以及死细胞的比例。机制上,YAP1促进SCL1A5和GLS1的表达,并进一步增加GSH水平和GPX4活性。因此,抑制SLC1A5或GLS1活性可以减轻YAP1对RSL3诱导的CRPC细胞铁死亡的拮抗作用。在CRPC中,YAP1水平高,进入细胞核并促进SLC1A5和GLS1的表达,从而促进细胞谷氨酰胺摄取和代谢产生谷氨酸,进一步合成GSH,增加GPX4活性,提高细胞抗氧化能力,并抑制细胞死亡。

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
YAP1是否通过调节谷氨酰胺摄取和代谢影响CRPC细胞的铁死亡敏感性?
核心机制
YAP1进入细胞核上调SLC1A5和GLS1的表达,促进谷氨酰胺摄取和代谢为谷氨酸,进而合成GSH,增加GPX4活性,提高细胞抗氧化能力,抑制铁死亡。
主要证据
临床样本中YAP1高表达且与SLC1A5和GLS1正相关;细胞实验中YAP1过表达增加GSH水平和GPX4活性,降低ROS、MDA和脂质过氧化及细胞死亡;SLC1A5或GLS1抑制逆转了YAP1的作用。
研究意义
表明YAP1可能比GPX4更适合作为治疗靶点,通过抑制YAP1激活铁死亡来治疗CRPC,为CRPC治疗策略提供理论基础。

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

临床样本分析

评估BPH、PCa和CRPC组织中YAP1、SLC1A5和GLS1的表达水平及其相关性。

收集BPH、PCa和CRPC组织样本,通过Western blot检测YAP1、SLC1A5和GLS1的蛋白水平,并进行相关性分析。

2

验证YAP1对谷氨酰胺代谢的影响

探讨YAP1是否调节CRPC细胞中的谷氨酰胺摄取和代谢。

在PC-3和DU145细胞中,通过过表达或抑制YAP1(siRNA或verteporfin),检测细胞外谷氨酰胺水平、细胞内谷氨酸含量、GSH水平和GPX4活性。

3

验证YAP1对铁死亡的影响

探究YAP1是否影响RSL3诱导的CRPC细胞铁死亡。

使用RSL3诱导铁死亡,通过检测GSH水平、GPX4活性、ROS、MDA、脂质过氧化和细胞死亡比例,评估YAP1过表达或抑制的影响。

4

验证SLC1A5和GLS1的作用

评估抑制SLC1A5或GLS1对CRPC细胞铁死亡的影响。

使用V-9302和CB-839分别抑制SLC1A5和GLS1,检测GSH水平、GPX4活性、ROS、MDA、脂质过氧化和细胞死亡比例。

5

验证YAP1调控SLC1A5和GLS1表达

确定YAP1是否通过调控SLC1A5和GLS1表达影响铁死亡。

在YAP1过表达或抑制的细胞中,检测SLC1A5和GLS1的蛋白水平及GLS1活性,并结合SLC1A5或GLS1抑制剂,检测铁死亡相关指标。

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
Ham's F-12K培养基ProcellPM150910
MEM培养基ProcellPM150410
胎牛血清Procell164210-500
RSL3MCEHY-100218A
维替泊芬MCEHY-B0146
V-9302MCEHY-112683
CB-839MCEHY-12248
Lipofectamine™ 2000转染试剂Invitrogen11668030
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
Bradford蛋白定量试剂Bio-Rad5000006
PVDF膜Bio-Rad162-0177
YAP1抗体affinityAF6328
SLC1A5抗体abcamab237704
GLS1抗体abcamab156876
Histone H3抗体abcamab1791
GAPDH抗体abcamab9485
HRP标记二抗Dianova--
ECL显影液Bio-Rad170-5060
8×GTIIC荧光素酶报告基因质粒Addgene34615
Bright-Lumi™萤火虫荧光素酶报告基因检测试剂盒BeyotimeRG051S
GLS活性检测试剂盒SolarbioBC1450
谷胱甘肽还原酶SigmaG3664
还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸SigmaN7505
谷胱甘肽SigmaG4251
谷氨酰胺检测试剂盒Nanjing JianchengA073-1-1
谷氨酸检测试剂盒Nanjing JianchengA074-1-1
C11-BODIPY探针InvitrogenD3861
丙二醛检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA003-4-1
DCFH探针BeyotimeS0033S-1
ROS阳性对照BeyotimeS0033S-2
Calcein/PI细胞活力与细胞毒性检测试剂盒BeyotimeC2015L
荧光分析仪Shijiazhuang Compson Technology Co., Ltd.KPS-QQ80
流式细胞仪BD Accuri C6--

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
PC-3和DU145细胞的来源及培养条件(培养基、FBS浓度、温度、CO2浓度、传代比例)
阅读提示:Materials and methods - Cell culture
药物处理
RSL3、Verteporfin、V-9302、CB-839的浓度和处理时间
阅读提示:Materials and methods - Cell treatment
转染
YAP1过表达质粒和siRNA序列、转染试剂及用量、转染时间
阅读提示:Materials and methods - Transfection
Western blot
抗体稀释比例、品牌、货号、蛋白上样量、封闭条件、二抗孵育条件
阅读提示:Materials and methods - Western blotting
双荧光素酶报告基因
质粒信息、检测试剂盒、仪器型号
阅读提示:Materials and methods - Dual-luciferase reporter gene assay
代谢物检测
谷氨酰胺、谷氨酸、GSH检测试剂盒的型号及操作步骤
阅读提示:Materials and methods - Glutamine levels, Glutamate levels, GSH level
氧化应激检测
ROS、MDA、脂质过氧化检测的探针和试剂盒型号、孵育时间
阅读提示:Materials and methods - Lipid peroxidation, MDA levels, ROS levels
细胞死亡检测
Calcein-AM/PI染色试剂盒型号、孵育时间
阅读提示:Materials and methods - Calcein–AM/PI staining