干扰DRP1表达对胶质瘤干细胞生物学特性的影响

Effect of the interference with DRP1 expression on the biological characteristics of glioma stem cells.

作者信息Linna Zhang, Huimei Cao, Hong Tao, Jijuan Yang, Wei Gong, Qikuan Hu
PMID33986860
发布时间2021-07
DOI10.3892/etm.2021.10128

实验完整度

包含体外细胞模型建立、功能验证(增殖和凋亡)及机制验证(DRP1/Fis1表达),但缺乏体内实验和患者样本验证。

主要模型

U87胶质母细胞瘤细胞系诱导的胶质瘤干细胞(GSC)模型

重点核对

Mdivi-1干预浓度和时间:5 μM处理5天(M5-5d)为最佳方案 GSC诱导培养基:N3EF(含EGF和bFGF各10 ng/ml) 干细胞相关基因表达:CD133、c-Myc、Klf4、SOX2、Nestin、Nanog、OCT4 细胞活力检测:CCK-8 assay,连续观察7天,450 nm吸光度

摘要

在本研究中,建立了胶质瘤干细胞(GSCs)模型,并结合分子靶向药物,以观察其对GSCs增殖和生物学特性的抑制作用,旨在为胶质瘤的治疗提供潜在的靶点。在相对经典的神经元诱导培养基的基础上,在体外扩增了大量状态良好且呈球状生长的GSC样细胞,这些细胞具有分化为神经元、少突胶质细胞和星形胶质细胞/胶质瘤细胞的潜力。观察到使用线粒体分裂抑制剂Mdivi-1在最佳浓度下干扰发动蛋白相关蛋白1的表达,降低了干细胞相关基因的表达水平,抑制了GSCs的增殖并促进了其凋亡。本研究为以肿瘤干细胞为靶点的癌症治疗新策略提供了实验基础。

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
干扰DRP1表达对胶质瘤干细胞生物学特性的影响及其潜在机制。
核心机制
Mdivi-1抑制DRP1表达,影响线粒体分裂,从而降低干细胞相关基因表达,抑制增殖并促进凋亡。
主要证据
体外诱导U87细胞成为GSC样细胞,M5-5d干预降低DRP1和Fis1表达,减少干细胞基因表达,抑制增殖(CCK-8)并改变凋亡蛋白(Bax、Bcl-2、cleaved caspase-3)表达。
研究意义
为以肿瘤干细胞为靶点的胶质瘤治疗新策略提供实验基础。

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

建立胶质瘤干细胞模型

验证U87细胞经N3EF培养基诱导后能否形成具有干细胞特性的GSC样细胞。

U87细胞在N3EF培养基中培养,观察细胞形态变化,并检测干细胞相关基因(CD133、c-Myc、Klf4、SOX2、Nanog、Nestin)表达。

2

鉴定GSC样细胞的多向分化潜能

检测GSC样细胞是否具有分化为神经元、少突胶质细胞和星形胶质细胞的潜能。

通过免疫荧光检测分化标记物Tuj1(神经元)、O4(少突胶质细胞)和GFAP(星形胶质细胞)。

3

检测线粒体分裂相关蛋白表达

比较GSC和U87细胞中线粒体分裂蛋白DRP1和融合蛋白Mfn1的表达差异。

通过Western blot检测DRP1和Mfn1蛋白水平。

4

筛选Mdivi-1最佳干预浓度和时间

确定Mdivi-1对GSC最有效的干预浓度和时间点。

以不同浓度(1、5、10、20、50 μM)和时间(2、5、7天)处理GSC,检测DRP1和Fis1表达,并观察细胞形态和存活。

5

评估Mdivi-1对GSC干细胞特性的影响

验证M5-5d干预是否改变干细胞相关基因表达。

通过RT-qPCR和Western blot检测干细胞相关基因(CD133、c-Myc、Klf4、SOX2、Nestin、Nanog、OCT4)表达。

6

检测Mdivi-1对GSC增殖和凋亡的影响

验证M5-5d干预是否抑制增殖并促进凋亡。

CCK-8 assay检测增殖能力,Western blot检测凋亡相关蛋白(Bax、Bcl-2、cleaved caspase-3)。

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
Mdivi-1Abcamab144589
DMEM完全培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素/链霉素Thermo Fisher Scientific--
MEM/F12基础培养基Gibco--
胰岛素Beijing Biotopped Science & Technology Co., Ltd.I6040
转铁蛋白Beijing Biotopped Science & Technology Co., Ltd.T6010
孕酮Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.IP0400
腐胺Beijing Biotopped Science & Technology Co., Ltd.D6140
表皮生长因子ProteinTech Group, Inc.--
碱性成纤维细胞生长因子ProteinTech Group, Inc.--
细胞计数试剂盒-8BestBio ScienceBB4202
全细胞裂解试剂盒Nanjing KeyGen Biotech Co., Ltd.KGP250
BCA蛋白定量试剂盒Nanjing KeyGen Biotech Co., Ltd.KGPBCA
PVDF膜Millipore--
脱脂奶粉Difco; BD Biosciences232100
抗CD133抗体BIOSSbs-0395R
抗Klf4抗体ProteinTech Group, Inc.11880-1-AP
抗Nanog抗体ProteinTech Group, Inc.14295-1-AP
抗SOX2抗体ProteinTech Group, Inc.20118-1-AP
抗c-Myc抗体ProteinTech Group, Inc.10828-1-AP
抗OCT4抗体ProteinTech Group, Inc.60242-1-Ig
抗Nestin抗体ProteinTech Group, Inc.19483-1-AP
抗DRP1抗体ProteinTech Group, Inc.12957-1-AP
抗Mfn1抗体ProteinTech Group, Inc.13798-1-AP
抗Fis1抗体ProteinTech Group, Inc.0956-1-AP
抗β-actin抗体ProteinTech Group, Inc.66009-1-Ig
抗GAPDH抗体ProteinTech Group, Inc.60004-1-Ig
抗Bax抗体Cell Signaling Technology2772
抗Bcl-2抗体Cell Signaling Technology3498
抗cleaved caspase-3抗体Cell Signaling Technology14220
IRDye®680RD山羊抗兔IgGLI-COR Biosciences926-68071
IRDye®680RD山羊抗小鼠IgGLI-COR Biosciences925-68070
AxyPrep多源RNA小提试剂盒Axygen; Corning, Inc.--
GoScript™逆转录系统试剂盒Promega CorporationA5001
Tip Green实时荧光定量PCR预混液TransGen Biotech Co., Ltd.--
Triton X-100----
山羊血清OriGene Technologies, Inc.--
抗GFAP抗体ProteinTech Group, Inc.16825-1-AP
抗O4抗体MilliporeSigmaO7139
抗Tuj1抗体Invitrogen; Thermo Fisher Scientific, Inc.480011
Alexa Fluor™ 555山羊抗小鼠IgGInvitrogen; Thermo Fisher Scientific, Inc.A21422
Alexa Fluor™ 488山羊抗兔IgGInvitrogen; Thermo Fisher Scientific, Inc.A11008
DAPI----

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
GSC诱导培养
N3EF培养基成分(N3基础+10 ng/ml EGF和10 ng/ml bFGF)、U87细胞来源、培养密度、诱导时间6天
阅读提示:Materials and methods - Cell lines and culture
Mdivi-1干预
Mdivi-1浓度(5 μM)和处理时间(5天)、分组设置、细胞状态
阅读提示:Materials and methods - Experimental group 和 Results - Intervention in GSCs with Mdivi-1
干细胞基因表达检测
RT-qPCR引物序列、Western blot抗体稀释度和来源、内参基因(GAPDH/β-actin)
阅读提示:Materials and methods - Western blot analysis 和 RT-qPCR
增殖和凋亡检测
CCK-8实验步骤、凋亡蛋白抗体(Bax、Bcl-2、cleaved caspase-3)
阅读提示:Materials and methods - Calculation of tumor sphere proliferation efficiency 和 Results - Effects on the proliferation and apoptosis