AZD6738通过调节检查点激酶1/P53和PI3K/AKT通路抑制结膜成纤维细胞的纤维化反应

AZD6738 Inhibits fibrotic response of conjunctival fibroblasts by regulating checkpoint kinase 1/P53 and PI3K/AKT pathways.

作者信息Longxiang Huang, Qin Ye, Chunlin Lan, Xiaohui Wang, Yihua Zhu
PMID36204234
发布时间2022-09-13
DOI10.3389/fphar.2022.990401

实验完整度

研究包含体外细胞模型(HConFs)、多种功能实验(增殖、迁移、胶原收缩、凋亡)及机制验证(Western blot、qPCR),但缺乏动物或体内验证。

主要模型

人结膜成纤维细胞(HConFs) TGF-β1诱导的HConFs纤维化模型

重点核对

AZD6738浓度(0.1、5 μM)和TGF-β1浓度(10 ng/ml)处理48小时 细胞活力检测(CCK-8)和细胞毒性检测(LDH) 细胞迁移(划痕实验)和胶原凝胶收缩实验 凋亡检测(TUNEL、cleaved Caspase3)和ROS水平 蛋白表达检测(Western blot)和mRNA表达检测(qPCR)

摘要

小梁切除术能有效降低青光眼患者的眼内压(IOP),但长期手术失败是由于结膜成纤维细胞的过度增殖和纤维化反应导致结膜下瘢痕和无功能性滤过泡。在本研究中,我们首次证明了AZD6738(Ceralasertib),一种新型高效的共济失调毛细血管扩张突变和Rad3相关(ATR)激酶抑制剂,可以抑制结膜成纤维细胞的纤维化反应。我们的体外研究表明,AZD6738抑制检查点激酶1(CHK1)的水平及其磷酸化,减少TGF-β1诱导的细胞增殖和迁移,并在高剂量组(5 μM)诱导人结膜成纤维细胞(HConFs)凋亡。低剂量AZD6738(0.1 μM)抑制CHK1的磷酸化并减少纤维化反应,但不促进HConFs凋亡。进一步的分子研究表明,AZD6738通过平衡CHK1/P53和PI3K/AKT通路调节HConFs的存活和凋亡,并通过双重药理机制抑制TGF-β1诱导的纤维化反应,包括肌成纤维细胞活化和相关细胞外基质(ECM)蛋白合成,如纤连蛋白(FN)、胶原Ⅰ(COL1)和胶原Ⅳ(COL4)。因此,我们的结果表明,AZD6738在体外抑制培养的HConFs的纤维化反应,并可能成为小梁切除术后抗结膜下瘢痕的潜在治疗选择。

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
研究旨在探究ATR激酶抑制剂AZD6738能否抑制人结膜成纤维细胞的纤维化反应及其潜在机制。
核心机制
AZD6738通过双重药理机制调节CHK1/P53和PI3K/AKT通路,抑制TGF-β1诱导的肌成纤维细胞活化和ECM蛋白合成。
主要证据
体外实验显示,AZD6738抑制CHK1磷酸化,降低TGF-β1诱导的细胞增殖、迁移和胶原收缩,并诱导凋亡(高剂量下);同时下调FN、α-SMA、COL1、COL4等纤维化标志物。
研究意义
研究表明AZD6738可能成为小梁切除术后抗结膜下瘢痕的潜在治疗选择,但需进一步体内实验验证。

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

细胞培养和药物处理

建立体外培养的人结膜成纤维细胞模型,并确定AZD6738的处理浓度和时间。

使用原代人结膜成纤维细胞(HConFs),用不同浓度AZD6738(0.1-10 μM)和TGF-β1(10 ng/ml)处理24或48小时。

2

细胞活力和增殖检测

评估AZD6738对HConFs活力和增殖的影响。

使用CCK-8和LDH释放实验检测细胞活力和细胞毒性,并绘制细胞生长曲线。

3

细胞迁移实验

评估AZD6738对TGF-β1诱导的HConFs迁移的影响。

通过划痕实验,在0、24、48小时观察细胞迁移情况。

4

胶原凝胶收缩实验

评估AZD6738对HConFs介导的胶原凝胶收缩的影响。

使用3D胶原凝胶系统,测量不同处理组在0、24、48小时的凝胶收缩面积。

5

氧化应激和凋亡检测

评估AZD6738是否诱导HConFs产生ROS和凋亡。

检测细胞内ROS水平,使用TUNEL和免疫荧光检测cleaved Caspase3表达。

6

纤维化相关标志物检测

评估AZD6738对TGF-β1诱导的肌成纤维细胞活化和ECM蛋白合成的影响。

通过免疫荧光和Western blot检测FN、α-SMA、COL1、COL4等蛋白表达。

7

机制通路分析

探究AZD6738影响HConFs纤维化反应和凋亡的分子机制。

通过Western blot和qPCR检测CHK1、P53、AKT、BAX、BCL2等分子表达水平。

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 1:1培养基Procell Life Science and Technology Co., Ltd.PM150314
AZD6738MedChemExpressHY-19323
转化生长因子-β1PeproTech--
胎牛血清----
CCK-8试剂盒Dojindo Molecular Technologies--
CytoTox 96非放射性细胞毒性检测Promega--
Ⅰ型胶原Solarbio Science and Technology Co., Ltd.C8062
OxiSelect体外ROS/RNS检测试剂盒Cell Biolabs, Inc.7081363
抗纤连蛋白抗体OriGene Technologies Inc.TA502601
抗α-平滑肌肌动蛋白抗体Abcamab7817
抗Ⅰ型胶原α1抗体Abcamab6308
抗Ⅳ型胶原α3抗体Abcamab111742
抗裂解Caspase3抗体Cell Signaling Technology9661
罗丹明标记鬼笔环肽CytoskeletonPHDR1
TUNEL试剂盒Roche11684817910
RIPA裂解液CWBio--
抗CHK1抗体Abcamab32531
抗磷酸化CHK1抗体Abcamab283261
抗基质金属蛋白酶9抗体Abcamab76003
抗SMAD3抗体Cell Signaling Technology9523
抗磷酸化SMAD2/3抗体Cell Signaling Technology8828
抗磷酸化eNOS抗体Cell Signaling Technology9574
抗RhoA抗体Cell Signaling Technology2117
抗纤连蛋白抗体Abcamab6328
抗CDC2抗体Cell Signaling Technology9116S
抗C-MYC抗体Abcamab32072
抗α-平滑肌肌动蛋白抗体Abcamab7817
抗β-连环蛋白抗体Abcamab32572
抗GAPDH抗体R&D SystemsAF5718
抗α-微管蛋白抗体Abcamab176560
Trizol试剂Invitrogen--
RevertAid第一链cDNA合成试剂盒Fermentas, Thermo Fisher Scientific--
SYBR Green实时PCR Master MixToyobo--
Leica DM4显微镜LeicaDM400B
FluorChemE成像系统ProteinSimple92-14860-00
Axygen基因组提取试剂盒Axygen--
ABI 3730XL STR基因分析仪ABI--

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
细胞培养与处理
原代人结膜成纤维细胞(HConFs)来源(Cat NO. 6570),培养条件(DMEM/F12 1:1,10% FBS,37°C,5% CO2),细胞传代数(P3-P6),AZD6738剂量(0.1, 5 μM等),TGF-β1剂量(10 ng/ml),处理时间(24或48小时)。
阅读提示:Materials and Methods: Cell culture and treatment paradigms
细胞增殖与毒性
CCK-8试剂盒和LDH释放实验的具体操作,细胞接种密度(5×10^3 cells/well),处理浓度(0.25-10 μM AZD6738),处理时间(24或48小时)。
阅读提示:Materials and Methods: Cell viability analysis; Results: Figure 1C,D
迁移实验
划痕实验步骤,细胞接种密度(2×10^4 cells/well),划痕后处理(5 μM AZD6738, 10 ng/ml TGF-β1),观察时间(0, 24, 48小时)。
阅读提示:Materials and Methods: Migration assay; Results: Figure 2D,E
胶原凝胶收缩
胶原凝胶制备条件(Ⅰ型胶原1 mg/ml,细胞密度2.5×10^5 cells/ml),药物处理(10 ng/ml TGF-β1或5 μM AZD6738),观察时间(0, 24, 48小时)。
阅读提示:Materials and Methods: Assay of collagen gel contraction; Results: Figure 2F,G
凋亡与氧化应激
ROS检测步骤(DCFH-DA染色),TUNEL检测(处理浓度1和5 μM AZD6738),cleaved Caspase3免疫荧光。
阅读提示:Materials and Methods: Measurement of reactive oxygen species; Immunofluorescence and TUNEL analysis; Results: Figure 3
Western blot
蛋白提取(RIPA裂解液),SDS-PAGE电泳,转膜,抗体孵育浓度和时间(如CHK1 1:1000),内参(GAPDH, α-Tubulin)。
阅读提示:Materials and Methods: Western blot; Results: Figure 5B
qPCR
RNA提取(Trizol),逆转录(cDNA合成试剂盒),PCR反应(SYBR Green),引物序列,内参(GAPDH),数据处理(2^-ΔΔCt)。
阅读提示:Materials and Methods: Quantitative PCR; Results: Figure 5A
统计分析
统计方法(t检验或ANOVA),后检验(LSD或Games-Howell),显著性水平(p < 0.05),数据表示(mean ± SEM)。
阅读提示:Materials and Methods: Statistics