沉默ZIC5抑制肺腺癌细胞糖酵解并促进二硫化物死亡

Silencing ZIC5 suppresses glycolysis and promotes disulfidptosis in lung adenocarcinoma cells.

作者信息Cimei Zeng, Denggao Huang, Lei Wang, Haimei Liang, Ximiao Ma
PMID40366858
发布时间2025-12
DOI10.1080/15384047.2025.2501780

实验完整度

包含体外细胞实验(增殖、代谢、死亡检测)及生物信息学分析,但缺少动物模型等独立证据层级。

主要模型

A549细胞系 H1299细胞系 TCGA-LUAD队列

重点核对

siRNA沉默ZIC5的序列及转染条件 葡萄糖剥夺与补充条件 Z-VAD、Ferrostatin-1、TCEP处理浓度及时间 细胞死亡检测方法(CCK-8、流式)

摘要

目的:本研究旨在探讨沉默Zic家族成员5(ZIC5)对肺腺癌(LUAD)细胞葡萄糖代谢和二硫化物死亡的影响。方法:使用癌症基因组图谱(TCGA)的数据分析ZIC5在LUAD中的表达及其与患者结局的相关性。使用siRNA在A549和H1299细胞中沉默ZIC5。通过qRT-PCR和Western blot评估ZIC5 mRNA和蛋白的表达。通过CCK-8和5-乙炔基-2'-脱氧尿苷(EdU)实验评估细胞增殖,同时测量葡萄糖摄取、乳酸产生和ATP水平以评估能量代谢。使用Seahorse XF分析评估细胞外酸化率(ECAR)和耗氧率(OCR)。通过NADP+/NADPH比值、谷胱甘肽(GSH)含量、GSSG/GSH比值和免疫荧光染色评估二硫化物死亡。结果:ZIC5在LUAD中高表达,并与患者预后不良相关。沉默ZIC5显著降低了A549和H1299细胞中其mRNA和蛋白水平,显著抑制了细胞增殖,并导致葡萄糖摄取、乳酸产生、ATP水平、ECAR和OCR显著降低。此外,沉默ZIC5导致NADP+/NADPH比值升高,GSH水平降低,GSSG/GSH比值降低,并出现典型的二硫化物死亡特征。结论:ZIC5在促进LUAD细胞增殖和能量代谢的同时抑制二硫化物死亡中发挥关键作用。沉默ZIC5显著抑制这些过程,表明其作为LUAD治疗靶点的潜力。

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
ZIC5在肺腺癌细胞中的表达及其对糖酵解和二硫化物死亡的调控作用。
核心机制
ZIC5通过促进糖酵解和能量代谢,抑制二硫化物死亡,从而促进LUAD细胞增殖。
主要证据
TCGA数据分析显示ZIC5高表达与不良预后相关;体外实验表明沉默ZIC5降低细胞增殖、糖酵解指标(葡萄糖摄取、乳酸、ATP、ECAR、OCR),并增加NADP+/NADPH比值、降低GSH,诱导二硫化物死亡特征。
研究意义
ZIC5可能作为LUAD的潜在治疗靶点。

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

生物信息学分析

分析ZIC5在LUAD中的表达及其与预后和糖酵解基因的相关性。

从TCGA数据库获取LUAD转录组数据,使用edgeR进行差异表达分析,Kaplan-Meier生存分析和Cox回归评估预后,相关性热图显示ZIC5与糖酵解基因的相关性。

2

细胞培养与siRNA转染

在LUAD细胞系中沉默ZIC5基因。

培养A549和H1299细胞,使用si-ZIC5和NC-si转染细胞,通过qRT-PCR和Western blot验证沉默效率。

3

细胞增殖检测

评估沉默ZIC5对LUAD细胞增殖的影响。

使用CCK-8和EdU实验检测细胞增殖能力。

4

糖酵解功能检测

评估沉默ZIC5对糖酵解和线粒体呼吸的影响。

测量葡萄糖摄取、乳酸产生、ATP含量,并使用Seahorse XF分析ECAR和OCR。

5

二硫化物死亡检测

评估沉默ZIC5对二硫化物死亡的影响。

测量NADP+/NADPH比值、GSH含量、GSSG/GSH比值,使用免疫荧光染色观察CD44和肌动蛋白,并通过CCK-8和流式细胞术检测细胞死亡率。

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
F-12K培养基Gibco21127-022
RPMI-1640培养基Gibco11875-093
胎牛血清Gibco26140-079
胰蛋白酶-EDTAGibco25200-056
细胞培养箱Thermo Fisher Scientific3111
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen11668019
Lipofectamine 3000转染试剂InvitrogenL3000015
Opti-MEM培养基Gibco31985-070
Trizol试剂Tiangen--
氯仿Fuzhou Guangbo Adhesive Industry--
异丙醇Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.--
DEPC处理水Sigma40718
Oligo(dT)引物Quanshijin--
脱氧核苷三磷酸ThermoGD1102
RevertAid逆转录酶ThermoEP0441
RNA酶抑制剂ThermoE00381
SYBR Green I混合物QuanshijinAQ601-04
实时荧光定量PCR仪ABIQ1
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
BCA蛋白测定试剂盒BeyotimeP0012
PVDF膜Merck MilliporeIPVH00010
ZIC5一抗Thermo FisherPA5-142027
GAPDH一抗Proteintech60004-1-Ig
HRP偶联的山羊抗兔IgGKPL074-1506
HRP偶联的山羊抗小鼠IgGKPL074-1807
ECL化学发光试剂BeyotimeP0018S
化学发光成像系统Shanghai QinchangClinxChemiScope 6000
DMEM培养基HycloneSH30022.01
青霉素-链霉素----
CCK-8试剂QuanshijinFC101-03
二甲基亚砜SigmaD2650
Z-VADSigma627610
Ferrostatin-1SigmaSML0583
三(2-羧乙基)膦SigmaC4706
Click-iT EdU细胞增殖试剂盒InvitrogenC10337
4',6-二脒基-2-苯基吲哚SigmaD9542
Amplex Red葡萄糖/葡萄糖氧化酶测定试剂盒InvitrogenMP 22189
乳酸测定试剂盒Abcamab65330
ATP测定试剂盒BeyotimeS0026
Seahorse XF糖酵解压力测试试剂盒Agilent Technologies103020-100
2-脱氧-D-葡萄糖SigmaD8375
鱼藤酮SigmaR8875
Seahorse XF细胞线粒体压力测试试剂盒Agilent Technologies103015-100
寡霉素SigmaO4876
NADP+/NADPH定量试剂盒SigmaMAK038
Annexin V-FITCBD Biosciences556419
碘化丙啶BD Biosciences556463
Triton X-100SigmaT8787
牛血清白蛋白SigmaA2153
CD44一抗Cell Signaling Technology3570S
肌动蛋白一抗SigmaA2066
Alexa Fluor 488偶联二抗InvitrogenA-11008
Alexa Fluor 594偶联二抗InvitrogenA-11012
荧光显微镜NikonTi2
酶标仪BioTekELx800
发光检测仪BioTekSynergy H1
流式细胞仪BD BiosciencesFACSCanto II

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
生物信息学分析
TCGA-LUAD数据集的版本、样本量及分组标准
阅读提示:Methods - Bioinformatics analysis
细胞培养与转染
细胞系来源、培养基、siRNA序列及转染试剂
阅读提示:Methods - Cell culture, Vector construction and transfection
基因表达检测
qRT-PCR引物序列、Western blot抗体及稀释比例
阅读提示:Methods - qRT-PCR, Western blot
细胞增殖检测
CCK-8检测时间点、EdU浓度及孵育时间
阅读提示:Methods - CCK-8, EdU
能量代谢检测
试剂盒品牌货号、Seahorse XF分析药物浓度及注射顺序
阅读提示:Methods - Measurement of 24 h glucose uptake, lactate production, and ATP content, Measurement of cellular ECAR and OCR
氧化还原与二硫化物死亡检测
NADP+/NADPH比值、GSH含量、GSSG/GSH比值的检测试剂盒及步骤
阅读提示:Methods - Measurement of cellular NADP+/NADPH ratio, GSH content, and GSSG/GSH ratio
细胞死亡检测
处理药物及浓度(DMSO, Z-VAD, Ferrostatin-1, TCEP)、流式细胞术染液
阅读提示:Methods - Flow cytometry analysis, Immunofluorescence staining