拉罗替尼通过AMPK/mTOR信号传导诱导结肠癌细胞自噬性死亡

Larotrectinib induces autophagic cell death through AMPK/mTOR signalling in colon cancer.

作者信息Wencheng Kong, Hangzhang Zhu, Sixing Zheng, Guang Yin, Panpan Yu, Yuqiang Shan, Xinchun Liu, Rongchao Ying, Hong Zhu, Shenglin Ma
PMID36251949
发布时间2022-11
DOI10.1111/jcmm.17530

实验完整度

体外细胞实验(功能、自噬、机制)与体内小鼠模型相互验证,包含siRNA敲低和自噬抑制剂干预。

主要模型

COLO205结肠癌细胞系 HCT116结肠癌细胞系 BALB/c裸鼠皮下移植瘤模型

重点核对

Lar浓度:300 nM用于体外实验 CQ浓度:20 μM,预处理2小时 siAMPK转染:20 nM,作用48小时 动物模型:HCT116细胞皮下注射,Lar剂量20 mg/kg,每日两次灌胃,持续3周 统计学:n=3(体外),n=5(体内),p<0.05

摘要

拉罗替尼(Lar)是一种高度选择性强效小分子抑制剂,用于治疗TRK融合阳性癌症患者,包括结肠癌。然而,其在结肠癌患者中的具体分子机制尚未探讨。我们的数据表明,Lar显著抑制结肠癌细胞的增殖和迁移。此外,Lar抑制了上皮-间质转化(EMT)过程,表现为E-钙黏蛋白(E-cad)升高,以及波形蛋白和基质金属蛋白酶(MMP)2/9表达下调。此外,Lar被发现激活自噬流,其中Lar增加了LC3II/LC3I的比例并降低了结肠癌细胞中p62的表达。更重要的是,Lar也增加了AMPK磷酸化并抑制了结肠癌细胞中mTOR磷酸化。然而,当我们在结肠癌细胞中沉默AMPK时,Lar诱导的自噬溶酶体积累以及Lar诱导的EMT抑制显著减弱。体内实验也证实,与对照组小鼠相比,Lar治疗组小鼠的肿瘤体积和重量减小。综上所述,本研究提示Lar通过激活AMPK/mTOR介导的自噬性细胞死亡显著抑制结肠癌的增殖和迁移。

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
拉罗替尼在结肠癌中是否通过诱导自噬性死亡来抑制肿瘤生长,其分子机制如何?
核心机制
Lar通过激活AMPK/mTOR信号通路诱导自噬流,从而促进自噬性细胞死亡,并抑制EMT过程。
主要证据
体外实验显示Lar抑制细胞活力和迁移,上调LC3II/LC3I比值和p-AMPK,下调p62和p-mTOR;siAMPK逆转这些效应;体内实验显示Lar减少肿瘤体积和重量,并伴有相同信号变化。
研究意义
本研究表明Lar诱导的自噬性细胞死亡可能成为结肠癌治疗的一种有价值策略。

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

细胞增殖与迁移检测

评估Lar对结肠癌细胞活力和迁移能力的影响。

使用CCK-8法测定不同浓度Lar处理24小时后的细胞活力,计算IC50;采用Transwell实验评估细胞迁移能力。

2

EMT标志物检测

检测Lar对结肠癌细胞EMT过程的影响。

RT-PCR和Western blot检测E-cad、vimentin和MMP2/9的表达变化。

3

自噬流检测

评估Lar是否诱导自噬流及自噬性细胞死亡。

使用mCherry-GFP-LC3荧光标记和Western blot检测LC3和p62;并用CQ抑制自噬流以验证。

4

机制验证:AMPK/mTOR通路

验证Lar是否通过AMPK/mTOR通路激活自噬。

Western blot检测AMPK和mTOR磷酸化;siRNA沉默AMPK后观察对自噬和EMT的影响。

5

体内抗肿瘤效果评估

验证Lar在体内对结肠癌移植瘤生长的抑制作用。

将HCT116细胞皮下接种裸鼠,给予Lar治疗,测量肿瘤体积和重量,并检测相关蛋白表达。

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
验证免疫效应
验证机制链路
评估体内效果

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素-链霉素Gibco--
结肠黏膜上皮细胞完全培养基Procell--
细胞计数试剂盒-8北京索莱宝科技有限公司--
拉罗替尼StelleckLOXO-101
Transwell小室Corning--
结晶紫北京索莱宝科技有限公司--
总蛋白提取试剂盒北京索莱宝科技有限公司--
蛋白酶抑制剂混合物SigmaP8340
BCA蛋白定量试剂盒Pierce--
PVDF膜Pierce--
脱脂奶粉北京索莱宝科技有限公司--
辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔IgG北京中杉金桥生物技术有限公司ZB-2301
增强化学发光检测EMD Millipore--
SuperScript IV一步法RT-PCR系统ThermoFisher12594100
GFP-mCherry-LC3腺病毒汉恒生物技术有限公司--
GFP-LC3腺病毒汉恒生物技术有限公司--
BIX-01294MCEHY-10587
鞣酸Sigma403040
醋酸铀----
Spurr低粘度包埋剂----
柠檬酸铅----
Reichert Ultracut S超薄切片机Science Service--
EM 10 CR电子显微镜Carl Zeiss Gemini--
HiPerFect转染试剂Qiagen--
山羊抗兔IgG/FITC北京索莱宝科技有限公司SF134
牛血清白蛋白----
p-AMPK抗体Cell Signaling Technology2537
AMPK抗体Cell Signaling Technology5831
p-mTOR抗体Cell Signaling Technology5536
mTOR抗体Cell Signaling Technology2983
LC3抗体Cell Signaling Technology3868
p62抗体Cell Signaling Technology39749
E-钙黏蛋白抗体Cell Signaling Technology3195
波形蛋白抗体Cell Signaling Technology5741
MMP2抗体Cell Signaling Technology40994
MMP9抗体Cell Signaling Technology13667
GAPDH抗体Cell Signaling Technology5174

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
细胞活力检测
细胞密度(3×10^3/孔)、Lar处理浓度范围和时间(24小时)、CCK-8孵育时间(1小时)
阅读提示:参见Methods 4.2 Cell viability assay
Transwell实验
细胞数量(200μl无血清培养基)、Lar浓度(300 nM)和处理时间(24小时)、迁移时间(48小时)、染色方法
阅读提示:参见Methods 4.3 Transwell assay
Western blot
蛋白上样量(20 μg/lane)、抗体稀释比例、GAPDH归一化
阅读提示:参见Methods 4.4 Western blot
自噬流检测
Lar处理浓度(300 nM)和时间(24小时)、CQ浓度(20 μM)和预处理时间(2小时)、腺病毒转染时间(24小时)
阅读提示:参见Methods 4.6 LC3 puncta assay和结果部分2.3
siRNA敲降
siRNA浓度(20 nM)、转染时间(48小时)、转染试剂用量(12 μl HiPerFect)
阅读提示:参见Methods 4.9 Transient transfection
动物实验
小鼠品系(BALB/c裸鼠)、细胞注射量(1×10^6)、Lar剂量(20 mg/kg)和给药方式(灌胃,每日两次)、治疗持续时间(3周)、肿瘤体积计算公式
阅读提示:参见Methods 4.11 In vivo assay