金霉素A通过Akt/GSK-3β信号通路在体内外调节神经胶质瘤细胞的增殖和凋亡

Chrysomycin A Regulates Proliferation and Apoptosis of Neuroglioma Cells via the Akt/GSK-3β Signaling Pathway In Vivo and In Vitro.

作者信息Dong-Ni Liu, Man Liu, Shan-Shan Zhang, Yu-Fu Shang, Wen-Fang Zhang, Fu-Hang Song, Hua-Wei Zhang, Guan-Hua Du, Yue-Hua Wang
PMID37367654
期刊Mar Drugs
发布时间2023-05-27
DOI10.3390/md21060329

实验完整度

包含异种移植小鼠模型、RNA-seq、流式凋亡检测、Western blot等多层级实验,并进行了体内外功能与机制验证。

主要模型

U87-MG异种移植无毛小鼠模型 U251人胶质母细胞瘤细胞系 U87-MG人胶质母细胞瘤细胞系

重点核对

Chr-A给药剂量:3 mg/kg和10 mg/kg,腹腔注射,每日一次,持续18天 细胞处理浓度:U87-MG细胞0、0.2、0.6、1.8 μM;U251细胞0、0.2、0.4、0.8 μM,处理48小时 凋亡检测:Annexin V-EGFP/PI染色,流式细胞术 蛋白质表达验证:Western blot检测Bax、Bcl-2、caspase 3/7/9、Akt、p-Akt、GSK-3β、p-GSK-3β等

摘要

胶质母细胞瘤(GBM)是原发性脑肿瘤的主要类型,预后不理想,因此有必要开发具有治疗作用的新型化合物。据报道,金霉素A(Chr-A)通过Akt/GSK-3β信号通路抑制U251和U87-MG细胞的增殖、迁移和侵袭,但Chr-A在体内抗胶质母细胞瘤的机制以及Chr-A是否调节神经胶质瘤细胞的凋亡尚不清楚。本研究旨在阐明Chr-A在体内抗胶质母细胞瘤的潜力以及Chr-A如何调节神经胶质瘤细胞的凋亡。简而言之,在人类神经胶质瘤U87异种移植无毛小鼠中评估了抗胶质母细胞瘤活性。通过RNA测序鉴定了Chr-A相关靶点。通过流式细胞术检测U251和U87-MG细胞的凋亡率和caspase 3/7活性。通过Western blotting验证了凋亡相关蛋白和可能的分子机制。结果表明,Chr-A治疗显著抑制异种移植无毛小鼠的胶质母细胞瘤进展,富集分析提示凋亡、PI3K-Akt和Wnt信号通路可能参与其机制。Chr-A增加了U251和U87-MG细胞的凋亡率和caspase 3/7活性。Western blotting显示,Chr-A扰乱了Bax和Bcl-2之间的平衡,激活了caspase级联反应,并下调了p-Akt和p-GSK-3β的表达,提示Chr-A可能通过调节Akt/GSK-3β信号通路促进神经胶质瘤细胞凋亡,从而有助于胶质母细胞瘤的消退。因此,Chr-A可能对胶质母细胞瘤具有治疗前景。

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
Chr-A在体内是否具有抗胶质母细胞瘤活性,以及其是否通过调节神经胶质瘤细胞的凋亡发挥作用。
核心机制
Chr-A通过抑制Akt/GSK-3β信号通路,调节Bax/Bcl-2平衡并激活caspase级联反应,从而促进神经胶质瘤细胞凋亡。
主要证据
异种移植小鼠模型中Chr-A抑制肿瘤生长并降低Ki67阳性细胞比例;RNA-seq及富集分析提示凋亡、PI3K-Akt和Wnt通路;体外U251和U87-MG细胞中Chr-A增加凋亡率、caspase 3/7活性、Bax/Bcl-2比值及cleaved caspase 3/7/9表达;Western blot显示p-Akt和p-GSK-3β下调。
研究意义
Chr-A可能为胶质母细胞瘤提供治疗前景,并为其他海洋来源药物的开发提供证据。

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

体外细胞凋亡检测

验证Chr-A是否诱导U251和U87-MG细胞的凋亡。

使用Annexin V-EGFP/PI染色和流式细胞术检测不同浓度Chr-A处理48小时后的细胞凋亡率;使用Caspase-3/7活性检测试剂盒测定caspase 3/7活性。

2

异种移植小鼠模型构建及给药

评估Chr-A在体内的抗肿瘤作用。

将U87-MG细胞皮下植入无毛小鼠,待肿瘤体积达100-150 mm³后,随机分组并腹腔注射Chr-A或溶媒,每日一次,连续18天,测量肿瘤体积和体重。

3

肿瘤组织Ki67免疫荧光染色

评估Chr-A对肿瘤细胞增殖的影响。

对肿瘤组织切片进行Ki67免疫荧光染色,计算Ki67阳性细胞百分比。

4

RNA测序及靶点分析

鉴定Chr-A调控的基因及潜在机制。

提取肿瘤组织总RNA进行RNA-seq,筛选差异表达基因,并与数据库中的胶质母细胞瘤相关靶点取交集,进行GO和KEGG富集分析。

5

体内蛋白表达验证

验证Chr-A对Akt/GSK-3β信号通路及凋亡相关蛋白的影响。

提取肿瘤组织蛋白,通过Western blot检测Akt、p-Akt、GSK-3β、p-GSK-3β、Bax、Bcl-2、caspase 3/7/9及cleaved forms的表达。

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。

验证样本或模型特征
验证分子表达变化
评估体内效果
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
杜氏改良Eagle培养基Gibco BRL--
胎牛血清Procell164210-50
雌性BALB/c无毛小鼠Beijing Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd.SCXK(Jing) 2021-0006
抗Ki67抗体ServicebioGB111141
牛血清白蛋白ServicebioG5001
Cy3标记的二抗----
4,6-二脒基-2-苯基吲哚----
Illumina NovaSeq 6000测序仪Illumina--
U251和U87-MG细胞Cell Bank of the Chinese Academy of Sciences--
TransDetect® Annexin V-EGFP/PI细胞凋亡检测试剂盒TransGen Biotech--
BD FACSVerse流式细胞仪BD Biosciences--
BD Accuri C6流式细胞仪BD Biosciences--
Caspase-3/7活细胞荧光实时检测试剂盒KeyGenBioTECH--
RIPA裂解液ApplyGen--
BCA蛋白定量试剂盒ApplyGen--
聚偏二氟乙烯膜Millipore--
抗Bax抗体Proteintech50599-2-Ig
抗Bcl-2抗体Proteintech12789-1-AP
抗Caspase 3抗体Cell Signaling Technology9662
抗Cleaved Caspase 3抗体Cell Signaling Technology9664
抗Caspase 7抗体Cell Signaling Technology12827
抗Cleaved Caspase 7抗体Cell Signaling Technology8438
抗Caspase 9抗体Cell Signaling Technology9508
抗Cleaved Caspase 9抗体Cell Signaling Technology20750
抗Akt抗体Cell Signaling Technology9272
抗p-Akt抗体Cell Signaling Technology9271
抗GSK-3β抗体Cell Signaling Technology9315
抗p-GSK-3β抗体Cell Signaling Technology9323
抗Slug抗体Cell Signaling Technology9585
抗MMP2抗体Cell Signaling Technology87809
抗GAPDH抗体Cell Signaling Technology5174
GraphPad Prism 7GraphPad Software--

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
异种移植小鼠模型
细胞接种量、给药剂量、给药途径、给药频率、动物品系、年龄、体重、样本量
阅读提示:Materials and Methods, Section 4.2
细胞培养和药物处理
细胞系来源、培养基、血清浓度、培养条件、药物浓度、处理时间
阅读提示:Materials and Methods, Section 4.6
凋亡检测
细胞接种密度、处理时间、检测试剂盒、流式细胞仪型号
阅读提示:Materials and Methods, Section 4.7 and 4.8
Western blot
蛋白提取方法、上样量、凝胶浓度、抗体稀释比例、孵育时间、内参
阅读提示:Materials and Methods, Section 4.9
RNA-seq分析
测序平台、差异表达基因筛选阈值、交集基因筛选方法、富集分析方法
阅读提示:Materials and Methods, Section 4.4 and 4.5