木犀草苷通过靶向p38 MAPK诱导神经母细胞瘤细胞G0/G1期阻滞

Luteoloside Induces G0/G1 Phase Arrest of Neuroblastoma Cells by Targeting p38 MAPK.

作者信息Ya He, Maohong Luo, Shan Lei, Zhirui Zeng, Tengxiang Chen, Yingmin Wu, Dongyan Wang, Long Wang, Lu Wang
PMID36838737
期刊Molecules
发布时间2023-02-12
DOI10.3390/molecules28041748

实验完整度

包含体外细胞增殖、凋亡、周期检测,体内裸鼠成瘤模型,以及靶点预测、分子对接、CETSA和抑制剂回复实验等多层级功能与机制验证。

主要模型

SH-SY5Y人神经母细胞瘤细胞系 SK-N-AS人神经母细胞瘤细胞系 BALB/c裸鼠皮下成瘤模型

重点核对

木犀草苷浓度:0、12.5、25、50 μM 处理时间:24小时或48小时 p38 MAPK抑制剂SB203580预处理浓度:20 μM,2小时 体内实验:SH-SY5Y细胞接种量2×10^6细胞/200 μL,木犀草苷剂量25 mg/kg/d,每3天一次 细胞周期同步化:血清饥饿约24小时

摘要

木犀草苷已显示出抗炎、抗病毒和抗肿瘤特性。然而,木犀草苷对神经母细胞瘤细胞的作用和机制仍不清楚。通过MTT实验和集落形成实验检测了用不同浓度木犀草苷(0、12.5、25和50 μM)处理的人神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y和SK-N-AS)的增殖。通过Hoechst染色和流式细胞术检测细胞凋亡和细胞周期。在裸鼠中建立皮下成瘤模型,以评估木犀草苷对体内肿瘤生长的影响。利用生物信息学、分子对接技术和细胞热位移实验预测木犀草苷在神经母细胞瘤中的潜在靶点。使用p38 MAPK抑制剂SB203580来确认p38 MAPK的作用。木犀草苷在体外和体内抑制了神经母细胞瘤细胞的增殖。木犀草苷轻微诱导细胞G0/G1期阻滞,并降低G0/G1期相关基因和蛋白cyclin D1、CDK4、C-myc的表达水平,这些受p38 MAPK通路下调。同时,p38被鉴定为木犀草苷的靶点,抑制p38 MAPK逆转了木犀草苷对神经母细胞瘤细胞的抑制作用。木犀草苷是一种通过激活p38 MAPK治疗神经母细胞瘤的潜在抗癌药物。

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
木犀草苷对神经母细胞瘤细胞的增殖抑制作用及其潜在分子机制尚不清楚,本研究旨在探讨其作用及机制。
核心机制
木犀草苷直接结合并激活p38 MAPK,增加其磷酸化水平,下调下游G1期相关蛋白C-myc、cyclin D1和CDK4的表达,导致细胞周期G0/G1期阻滞,从而抑制神经母细胞瘤细胞增殖。
主要证据
体外MTT、集落形成、流式细胞术、Western blot和qRT-PCR显示木犀草苷抑制SH-SY5Y和SK-N-AS细胞增殖并诱导G0/G1期阻滞;体内裸鼠移植瘤模型证实其抑瘤作用;网络药理学、分子对接和CETSA鉴定p38为直接靶点;SB203580抑制p38后逆转了木犀草苷的增殖抑制和周期阻滞效应。
研究意义
本研究揭示木犀草苷通过激活p38 MAPK信号通路以新型方式发挥抗神经母细胞瘤活性,为神经母细胞瘤治疗提供了有潜力的候选药物。

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

体外细胞增殖抑制检测

评估木犀草苷对神经母细胞瘤细胞及正常细胞增殖的影响

使用MTT实验和集落形成实验检测不同浓度木犀草苷处理SH-SY5Y、SK-N-AS和HT-22细胞后的增殖能力变化,并通过Western blot检测增殖标志物Ki-67和PCNA的表达。

2

细胞凋亡检测

明确木犀草苷是否通过诱导凋亡抑制细胞增殖

采用Hoechst 33258染色观察细胞核形态,JC-1染色检测线粒体膜电位,流式细胞术检测凋亡率,Western blot检测凋亡相关蛋白cleaved-caspase3和Bcl-2的表达。

3

细胞周期分析

探究木犀草苷对细胞周期进程的影响及相关蛋白表达

通过流式细胞术检测细胞周期分布,Western blot和qRT-PCR检测G1期相关蛋白和基因(cyclin D1、CDK4、C-myc、cyclin E)的表达水平。

4

体内抗肿瘤效果评估

验证木犀草苷在体内的抑瘤作用及毒性

在BALB/c裸鼠皮下接种SH-SY5Y细胞建立移植瘤模型,给予木犀草苷或DMSO处理,测量肿瘤体积和重量,并通过IHC检测肿瘤组织中Ki67和PCNA表达,HE染色评估心、肝、肾毒性。

5

靶点预测与验证

预测并验证木犀草苷的直接作用靶点及其在周期阻滞中的作用

利用SwissTargetPrediction预测靶点,KEGG通路富集分析,分子对接模拟结合模式,CETSA验证结合,并用p38抑制剂SB203580进行功能回复实验。

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/F12培养基Gibco--
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清BI--
青霉素/链霉素Invitrogen--
木犀草苷MedChemExpress (MCE)HY-N0540
SB203580MedChemExpress (MCE)HY-10256
MTT试剂SolarbioM1020
二甲基亚砜SolarbioD8370
结晶紫SolarbioG1064
Annexin V-FITC细胞凋亡检测试剂盒Yeason40302ES60
细胞周期检测试剂盒KeyGENKGA512
流式细胞仪Beckman--
NovoExpress软件Agilent--
JC-1染色工作液SolarbioM8650
Hoechst 33258SolarbioC0021
荧光显微镜Leica--
Hifair® III第一链cDNA合成SuperMix(gDNA消化酶)YEASEN11141ES60
TB GreenTaKaRaRR820A
实时荧光定量PCR系统Thermo Fisher Scientific--
RIPA裂解液SolarbioR0010
Bio-Rad蛋白质检测试剂盒ServicebioPC0020
PVDF膜Meilunbio--
抗cyclin D1抗体Proteintech26939-1-AP
抗cyclin E抗体Proteintech11554-1-AP
抗C-myc抗体Proteintech10828-1-AP
抗CDK4抗体Proteintech11026-1-AP
抗p38抗体Proteintech14064-1-AP
抗磷酸化p38 (Thr180/Tyr182)抗体Proteintech28796-1-AP
抗ERK抗体Proteintech16443-1-AP
抗磷酸化ERK (Thr202/Tyr204)抗体Proteintech28733-1-AP
抗AKT抗体Proteintech10176-2-AP
抗磷酸化AKT (Ser473)抗体Proteintech66444-1-Ig
抗Bcl-2抗体Proteintech60178-1-lg
抗tubulin抗体Proteintech11224-1-AP
抗JNK抗体Cell Signaling Technology9252
抗磷酸化JNK (Thr183/Tyr185)抗体Cell Signaling Technology9255
抗cleaved-caspase3抗体ABclonalA11021
化学发光超敏ECL试剂盒BosterAR1190
ImageJ软件----
BALB/c裸鼠Experimental Animal Center of Guizhou Medical University--
抗PCNA抗体ServicebioGB11010
抗Ki67抗体Proteintech27309-1-AP
显微镜Olympus--
显微镜Olympus--
Chem3D软件--Chem3D 17.0
AutoDock软件--AutoDock 4.2.6
PyMOL软件SchrödingerPyMOL 2.5
亮抑肽酶----
抑肽酶----
GraphPad Prism软件--GraphPad Prism 6.01

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(DMEM/F12 或 DMEM)、血清和抗生素浓度、培养条件(37°C, 5% CO2)
阅读提示:Materials and Methods,4.1 Cell Culture
药物处理
木犀草苷浓度(0, 12.5, 25, 50 μM)、处理时间(24或48小时)、溶剂对照(DMSO)、SB203580浓度(20 μM)和预处理时间(2小时)
阅读提示:Materials and Methods,4.1 Cell Culture 和 Figure 7 图注
MTT实验
细胞接种密度(1×10^4/孔)、处理时间(24或48小时)、MTT孵育时间(4小时)、测量波长(490 nm)
阅读提示:Materials and Methods,4.2 MTT Assay
集落形成实验
细胞接种密度(1000细胞/孔)、处理时间(10天)、固定和染色方法(4%多聚甲醛、0.5%结晶紫)、重复数(3次)
阅读提示:Materials and Methods,4.3 Colony Formation Assay
流式细胞术(凋亡和周期)
细胞同步化方法(血清饥饿约24小时)、固定方法(70%乙醇,-20°C过夜)、染色试剂盒(Annexin V-FITC、细胞周期检测试剂盒)、检测仪器(Beckman流式细胞仪)
阅读提示:Materials and Methods,4.4 Flow Cytometry Analysis
线粒体膜电位检测
处理时间(24小时)、染色条件(JC-1工作液,37°C避光20分钟)、检测仪器(Beckman流式细胞仪)
阅读提示:Materials and Methods,4.5 Measurement of MMP
Hoechst染色
处理时间(24小时)、固定条件(4%多聚甲醛,30分钟)、染色条件(1 μg/mL Hoechst 33258,15分钟,避光)
阅读提示:Materials and Methods,4.6 Hoechst 33258 Staining Assay
qRT-PCR
RNA提取方法、逆转录试剂盒(gDNA digester plus)、PCR试剂(TB Green)、内参基因(Tubulin)、引物序列(补充表S1)
阅读提示:Materials and Methods,4.7 qRT-PCR Analysis 和 Supplementary Table S1
Western blot
裂解液(RIPA)、蛋白定量试剂盒、SDS-PAGE浓度(12%)、转膜条件(PVDF膜)、封闭条件(5%脱脂牛奶,2小时)、一抗和二抗的稀释比例及孵育时间、ECL试剂盒
阅读提示:Materials and Methods,4.8 Western Blot Assay
体内实验
动物品系、性别、年龄和体重(雌性BALB/c裸鼠,4-6周龄,16-20g)、细胞接种量(2×10^6细胞/200 μL)、给药剂量(25 mg/kg/d)和频率(每3天一次)、治疗周期(21天)、对照组(DMSO)、每组动物数(n=5)、肿瘤体积计算公式
阅读提示:Materials and Methods,4.9 Subcutaneous Tumorigenesis Model
IHC
抗原修复方法(柠檬酸钠)、封闭(H2O2)、一抗浓度(PCNA 1:400,Ki67 1:300)和孵育条件(4°C过夜)、二抗和显色方法(DAB)
阅读提示:Materials and Methods,4.10 Immunohistochemical Staining (IHC)
HE染色
切片厚度(5 μm)、染色步骤(苏木精、伊红)、封片方法
阅读提示:Materials and Methods,4.11 HE Staining Assay
靶点验证
CETSA实验条件:细胞数量、裂解液成分、冻融循环次数和条件、药物浓度(50 μM)、温度梯度(46-61°C)、加热时间(3分钟)
阅读提示:Materials and Methods,4.14 Cellular Thermal Shift Assay (CETSA)