环维黄杨星D通过诱导肝细胞癌细胞铁死亡抑制肝细胞癌生长

Cyclovirobuxine D inhibits hepatocellular carcinoma growth by inducing ferroptosis of hepatocellular carcinoma cells.

作者信息Xinru Jiang, Hongdan Li, Yang Liu
PMID38563866
发布时间2024-04
DOI10.1007/s12672-024-00940-2

实验完整度

包含体外细胞实验(MTT、流式凋亡、铁离子、ROS、MDA、Western blot)、体内异种移植瘤模型及Fer-1回补验证,证据层级至少两个。

主要模型

HepG2细胞 Huh-7细胞 C-NKG小鼠皮下移植瘤模型

重点核对

CVB-D处理浓度范围:0–120 μM CVB-D处理时间:48 h 或 72 h 体内实验:CVB-D剂量10 mg/kg,腹腔注射,每隔2天一次 体内模型细胞系:HepG2和Huh-7,注射量2百万细胞 Fer-1浓度:2 μM,与CVB-D共处理48 h

摘要

目的:肝细胞癌(HCC)是死亡率较高的癌症之一。目前,尚无有效药物治疗。环维黄杨星D(CVB-D)是中药黄杨木的主要成分。本研究旨在探讨CVB-D对人HCC细胞的影响,并阐明其潜在机制。方法:使用HepG2和Huh-7细胞进行实验。通过MTT法检测细胞活力和半数抑制浓度(IC50)。通过Annexin V-FITC/7AAD染色和流式细胞术检测凋亡率。通过亚铁离子含量测定检测Fe2+含量。通过脂质过氧化MDA测定评估丙二醛(MDA)含量。通过DCFH-DA探针检测活性氧(ROS)水平。通过蛋白质印迹法检测凋亡标志物(Bax和Bcl-2)及铁死亡相关蛋白(GPX4和FSP1)的表达。使用C-NKG小鼠异种移植模型探讨CVB的体内疗效。结果:CVB-D可抑制HepG2和Huh-7细胞的细胞活力。CVB-D对HepG2和Huh-7细胞在48小时时的IC50值分别为91.19和96.29 μM,在72小时时为65.60和72.80 μM。流式细胞术显示,CVB-D可增加HepG2和Huh-7细胞的凋亡率。亚铁离子含量测定显示,CVB-D可增加HepG2和Huh-7细胞中Fe2+的水平。此外,我们发现CVB-D可增加MDA和ROS的水平。CVB-D对Fe2+的促进作用可被Fer-1逆转。此外,蛋白质印迹分析显示,CVB-D可抑制HepG2和Huh-7细胞中GPX4和FSP1的表达。此外,在体内,CVB-D在HCC荷瘤C-NKG小鼠中显示出优异的抗肿瘤效果。结论:CVB-D通过铁死亡抑制HCC细胞的生长。

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
CVB-D对肝细胞癌细胞增殖的影响及其潜在机制是否涉及铁死亡。
核心机制
CVB-D通过增加细胞内Fe2+水平、促进脂质过氧化(MDA和ROS升高)并抑制GPX4和FSP1的表达,诱导铁死亡,从而抑制HCC细胞生长。
主要证据
体外实验显示CVB-D降低细胞活力、增加凋亡率、升高Fe2+、MDA、ROS,并下调GPX4和FSP1;体内实验显示CVB-D显著减小肿瘤体积和重量。
研究意义
研究表明CVB-D可能成为治疗HCC的有效药物,并提示铁死亡诱导剂与其他抗癌方法联合使用可提高抗肿瘤疗效。

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

细胞培养与药物处理

培养HCC细胞并用不同浓度CVB-D处理,为后续检测做准备。

HepG2和Huh-7细胞培养于含10% FBS的DMEM中,用不同浓度CVB-D处理。

2

细胞活力检测

评估CVB-D对HCC细胞活力的抑制作用。

MTT法检测细胞活力,计算IC50。

3

凋亡检测

评估CVB-D是否诱导HCC细胞凋亡。

Annexin V-FITC/7-AAD染色和流式细胞术检测凋亡率,Western blot检测Bax和Bcl-2。

4

铁离子含量检测

检测CVB-D是否影响HCC细胞内Fe2+水平。

亚铁离子含量检测试剂盒检测Fe2+含量。

5

脂质过氧化检测

检测CVB-D是否诱导脂质过氧化。

DCFH-DA探针检测ROS水平,MDA检测试剂盒检测MDA含量。

6

铁死亡蛋白表达检测

检测CVB-D对铁死亡调控蛋白GPX4和FSP1表达的影响。

Western blot检测GPX4和FSP1蛋白水平。

7

铁死亡抑制剂验证

验证CVB-D的作用是否通过铁死亡介导。

使用铁死亡抑制剂Fer-1与CVB-D共处理,检测细胞活力、Fe2+、ROS、MDA和GPX4/FSP1表达。

8

体内抗肿瘤效果验证

评估CVB-D在体内对HCC肿瘤生长的抑制作用。

建立C-NKG小鼠皮下移植瘤模型,给予CVB-D治疗,测量肿瘤体积和重量。

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
DMEM培养基Gibco, Thermo Fisher Scientific--
胎牛血清Gibco, Thermo Fisher Scientific--
青霉素Procell--
链霉素Procell--
环维黄杨星DAladdinC117989
MTT----
Annexin V-FITC/7-AAD染色试剂盒APExBIOK1139
亚铁离子检测试剂BiosharpBL1147A
MDA检测试剂BiosharpBL904
DCFH-DA荧光探针BestBioBB4705
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0009
Bax抗体Abcamab32503
Bcl-2抗体WanleibioWL01556
GPX4抗体Abcamab125066
FSP1抗体Zenbio342551
GAPDH抗体Absinab137959
HRP标记二抗CST--
Clarity Western ECL底物BiosharpBL520B

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:HepG2和Huh-7,培养基为DMEM含10% FBS,青霉素/链霉素浓度,培养条件为37°C、5% CO2
阅读提示:见Materials and Methods中的Cell culture
细胞活力检测
CVB-D浓度范围0-120 μM,处理时间48或72小时,MTT孵育时间4小时,检测波长490 nm
阅读提示:见Materials and Methods中的Cell viability及图1A、B
凋亡检测
CVB-D浓度0,60,80,100 μM处理48小时,Annexin V-FITC/7-AAD染色,流式细胞术检测
阅读提示:见Materials and Methods中的Annexin/7-AAD staining及图1C
铁离子含量检测
细胞数量:五百万,提取液体积:1 ml,超声破碎,离心条件4°C,10,000-12,000 g,10分钟,检测波长562 nm
阅读提示:见Materials and Methods中的Ferrous ion content assay
MDA检测
细胞数量:一百万,提取液体积:100 μl,超声破碎,离心条件4°C,10,000-12,000 g,10分钟,孵育100°C 15分钟,检测波长532 nm
阅读提示:见Materials and Methods中的Lipid peroxidation MDA assay
ROS检测
DCFH-DA浓度10 μM,孵育30分钟,激发485 nm,发射535 nm
阅读提示:见Materials and Methods中的Reactive oxygen species level
Western blot
蛋白上样量20-30 mg,PVDF膜,一抗稀释比例(Bax 1:5000, Bcl-2 1:500, GPX4 1:1000, FSP1 1:1000, GAPDH 1:5000),二抗稀释比例1:10,000
阅读提示:见Materials and Methods中的Western blotting
体内实验
模型小鼠:C-NKG,4周龄,雄性,细胞注射量2百万,悬浮于200 mL PBS,CVB-D剂量10 mg/kg,腹腔注射,每隔2天一次,每组5只
阅读提示:见Materials and Methods中的Anti-HCC effect of CVB-D in vivo