牛蒡子苷元通过FAK/paxillin通路阻碍宫颈癌细胞的侵袭和转移

Arctigenin hinders the invasion and metastasis of cervical cancer cells via the FAK/paxillin pathway.

作者信息Dan Liao, Yanyan Liu, Cuifen Li, Bin He, Guanghui Zhou, Yejia Cui, Haohai Huang
PMID37292259
期刊Heliyon
发布时间2023-05-25
DOI10.1016/j.heliyon.2023.e16683

实验完整度

包含体外细胞实验(CCK-8、流式、Transwell、Western blot)、功能验证(FAK过表达)和体内动物实验(异种移植瘤模型)多个独立证据层级。

主要模型

SiHa细胞 HeLa细胞 BALB/c裸鼠异种移植瘤模型

重点核对

ARG浓度(0-40 μM)与处理时间(24/48/72 h)对细胞活力的影响 ARG处理浓度(5、10、20 μM)及时间(24 h)用于后续实验 FAK过表达质粒转染SiHa细胞验证通路机制 体内实验中ARG给药剂量(50 mg/kg)及给药方式(腹腔注射) 体内实验样本量(每组5只)及动物模型(BALB/c裸鼠皮下接种SiHa细胞)

摘要

背景:宫颈癌是全球最常见的妇科恶性肿瘤,发病率和死亡率高,尤其是在发展中国家。牛蒡子苷元(ARG)是一种天然来源的成分,已在多种肿瘤中表现出抗肿瘤活性。目的:探讨ARG对宫颈癌的作用。材料与方法:通过细胞计数试剂盒-8(CCK-8)、流式细胞术、Transwell和Western blot实验探讨ARG对宫颈癌细胞的作用及机制。此外,通过免疫组织化学(IHC)、末端脱氧核苷酸转移酶dUTP缺口末端标记(TUNEL)和Western blot实验在异种移植小鼠中进行了体内实验。结果:ARG处理诱导SiHa和HeLa细胞活力呈浓度依赖性和时间依赖性降低,IC50值分别为9.34 μM和14.45 μM。ARG增加细胞凋亡率以及cleaved-caspase 3和E-cadherin的蛋白水平,但降低体外侵袭细胞数和Vimentin及N-cadherin的蛋白水平。机制上,ARG抑制了粘着斑激酶(FAK)/paxillin通路的表达,这通过SiHa细胞中FAK的过表达得到证实。FAK过表达对增殖和侵袭的抑制作用以及促进凋亡的作用被ARG处理逆转。同时,ARG在体内抑制生长和转移,并增强凋亡。一致地,ARG给药降低了异种移植小鼠肿瘤组织中p-FAK/FAK和p-paxillin/paxillin的相对蛋白水平。结论:ARG通过FAK/paxillin轴抑制宫颈癌的增殖、侵袭和转移,但增强凋亡。

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
探讨ARG对宫颈癌细胞增殖、凋亡、侵袭和转移的影响及其潜在机制。
核心机制
ARG通过抑制FAK/paxillin信号通路,从而抑制宫颈癌细胞的增殖、侵袭和转移,并促进凋亡。
主要证据
体外实验显示ARG降低细胞活力、增加凋亡率及cleaved-caspase 3蛋白水平、降低侵袭细胞数及Vimentin和N-cadherin蛋白水平、增加E-cadherin蛋白水平;FAK过表达逆转了ARG的作用;体内实验显示ARG抑制肿瘤生长、降低Vimentin表达、增加凋亡,并降低p-FAK/FAK和p-paxillin/paxillin水平。
研究意义
本研究为ARG作为宫颈癌治疗的潜在药物提供了实验基础,并提示FAK/paxillin通路作为治疗靶点的可能性。

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

ARG对宫颈癌细胞增殖的抑制作用

评估ARG对宫颈癌细胞(SiHa和HeLa)活力的影响,并选择合适的作用浓度和时间。

使用CCK-8法检测不同浓度(0, 1.25, 2.5, 5, 10, 20, 40 μM)ARG处理24 h以及20 μM处理不同时间(24, 48, 72 h)后细胞活力。

2

ARG对宫颈癌细胞凋亡的影响

检测ARG是否诱导宫颈癌细胞凋亡。

使用流式细胞术检测凋亡率,Western blot检测cleaved-caspase 3蛋白表达。

3

ARG对宫颈癌细胞侵袭和EMT的影响

评估ARG对细胞侵袭能力和上皮-间质转化(EMT)标志物的影响。

使用Transwell实验检测侵袭细胞数,Western blot检测E-cadherin、Vimentin和N-cadherin蛋白表达。

4

ARG对FAK/paxillin通路的调控作用

验证ARG是否通过抑制FAK/paxillin通路发挥作用。

Western blot检测p-FAK/FAK和p-paxillin/paxillin水平;在SiHa细胞中过表达FAK后,检测ARG处理对细胞活力、凋亡、侵袭的影响。

5

ARG对宫颈癌细胞体内生长的抑制作用

评估ARG在体内对宫颈癌肿瘤生长的影响。

BALB/c裸鼠皮下接种SiHa细胞,腹腔注射50 mg/kg ARG或PBS,监测肿瘤体积、体重,并通过IHC、TUNEL和Western blot检测相关指标。

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。

验证细胞凋亡
验证细胞侵袭
验证分子表达变化

产品清单

实验环节名称品牌货号
角质细胞无血清培养基Thermo Fisher Scientific17005042
牛垂体提取物Merek02-104
人重组表皮生长因子Thermo Fisher ScientificPHG0311
最低必需培养基ProcellPM150410
胎牛血清Thermo Fisher Scientific10099141C
链霉素-青霉素BeyotimeST488
牛蒡子苷元MedChemExpressHY-N0035
磷酸盐缓冲液BeyotimeC0221A
二甲基亚砜BeyotimeST038
Lipofectamine 3000转染试剂InvitrogenL3000008
细胞计数试剂盒-8BeyotimeC0037
FITC标记的抗Annexin V抗体Thermo Fisher Scientific--
碘化丙啶Thermo Fisher Scientific--
Transwell板Corning Company3422
基质胶Solarbio356234
0.1%结晶紫BeyotimeC0121
BALB/c裸鼠Cyagen--
石蜡SolarbioYA0011
自动切片机BeyotimeE0972
柠檬酸盐抗原修复液BeyotimeP0081
牛血清白蛋白BeyotimeST2249
抗Vimentin抗体Abcamab92547
HRP标记的二抗Abcamab6721
比色TUNEL凋亡检测试剂盒BeyotimeC1091
蛋白酶KBeyotimeST533
10%福尔马林SolarbioG2161
链霉亲和素-HRPBeyotimeA0305
DAB显色液BeyotimeP0202
RIPA裂解液BeyotimeP0013K
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0012S
PVDF膜BeyotimeFFP70
抗cleaved-caspase 3抗体Abcamab2302
抗E-cadherin抗体Abcamab40772
抗Vimentin抗体Abcamab45939
抗N-cadherin抗体Abcamab18203
抗FAK抗体Abcamab40794
抗磷酸化FAK抗体Abcamab81298
抗paxillin抗体Abcamab32084
抗磷酸化paxillin抗体Abcamab24402
抗GAPDH抗体Abcamab181602
山羊抗兔IgG H&L (HRP)Abcamab6721
BeyoECL Plus化学发光液BeyotimeP0018S
光学显微镜Olympus--
FACScan流式细胞仪BD Biosciences--
QUANTITY ONE软件Bio-Rad--
SPSS 20.0IBM--

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
细胞系来源、培养基、血清浓度、添加因子浓度、培养条件(温度、CO2浓度)
阅读提示:详见Materials and methods中的Cell culture部分
药物处理
ARG浓度范围、处理时间、溶剂(DMSO)浓度
阅读提示:详见Materials and methods中的Cell treatment and transfection部分
细胞活力检测
细胞接种密度、ARG处理浓度和时间、检测波长
阅读提示:详见Materials and methods中的Cell counting kit-8 analysis部分
细胞凋亡检测
细胞接种密度、染色试剂浓度、孵育时间
阅读提示:详见Materials and methods中的Cell apoptosis detection部分
侵袭实验
细胞接种密度、Matrigel包被、ARG浓度、培养时间
阅读提示:详见Materials and methods中的Transwell assay部分
动物实验
小鼠品系、周龄、细胞接种数量、给药剂量与方式、监测时间、样本量
阅读提示:详见Materials and methods中的Animal experiment部分
Western blot
蛋白提取方法、上样量、抗体稀释比例、孵育条件
阅读提示:详见Materials and methods中的Western blot部分