紫苏醛与铁死亡诱导剂协同促进胃癌铁死亡细胞死亡

Perillaldehyde synergizes with ferroptosis inducers to promote ferroptotic cell death in gastric cancer.

作者信息Rui Wang, Jin-Feng Cui, Jing Lv, Jia-Lin Song, Yang-Yang Lu, Xiao-Juan Huang, Zhong-Kun Lin, Si-Yi Zhang, Sha-Sha Wang, Wen-Sheng Qiu
PMID40530331
发布时间2025-06-03
DOI10.3389/fcell.2025.1598520

实验完整度

包含体外细胞实验(MTT、克隆形成、划痕、ROS、铁死亡指标)、体内小鼠移植瘤模型、RNA-seq及机制验证(siRNA敲低、抑制剂)等多个证据层级,并进行功能验证。

主要模型

HGC27人胃癌细胞系 AGS人胃癌细胞系 MFC小鼠胃癌细胞系 MFC细胞BALB/c裸鼠皮下移植瘤模型

重点核对

PAH处理浓度与时间:HGC27(50/100/150 μmol/L,24 h)、AGS(150/200/250 μmol/L,24 h)、MFC(300/400/500 μmol/L,48 h) 动物模型:BALB/c裸鼠皮下注射MFC细胞(1.5×10^5),随机分为对照组、5-FU组(20 mg/kg)、低剂量PAH组(50 mg/kg)、高剂量PAH组(100 mg/kg),每组4只 联合用药浓度:Fer-1(2 μmol/L)、RSL3(10 μmol/L?文中未明确,但图中显示) siRNA敲低Nrf2序列及转染条件 RNA-seq处理条件:AGS细胞200 μmol/L PAH处理24 h

摘要

本文报告了紫苏醛(PAH)在体内外抑制胃癌生长的作用。PAH导致线粒体膜电位降低、活性氧积累增加以及氧化应激水平升高。此外,PAH降低细胞内谷胱甘肽水平,同时增加细胞内脂质过氧化和Fe2+水平。这些效应表明PAH通过抑制系统Xc(−)/GSH/GPX4轴诱导铁死亡。此外,PAH影响铁转运和储存相关蛋白的表达,并通过P62-Keap1-Nrf2通路调节铁死亡。当与铁死亡诱导剂RSL3联合使用时,PAH可促进胃癌铁死亡。

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
PAH是否能在胃癌中诱导铁死亡,其机制是什么,以及PAH与铁死亡诱导剂联合能否增强抗肿瘤效果?
核心机制
PAH通过抑制系统Xc(−)/GSH/GPX4轴并激活P62-Keap1-Nrf2通路来诱导铁死亡。
主要证据
体外多种细胞系(HGC27、AGS、MFC)的细胞活力、增殖、迁移实验,体内MFC皮下移植瘤模型,以及ROS、MMP、Fe2+、GSH、脂质过氧化和铁死亡相关蛋白表达的检测,此外RNA-seq和siRNA敲低实验验证了Nrf2通路的参与。
研究意义
PAH可作为铁死亡诱导剂与RSL3协同治疗胃癌,为胃癌治疗提供了新的策略。

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

评估PAH对胃癌细胞活力的影响

确定PAH对胃癌细胞增殖的抑制效果及剂量和时间依赖性。

使用MTT法检测不同浓度PAH处理HGC27、AGS和MFC细胞24 h或48 h的细胞活力,并计算IC50;通过克隆形成实验和Calcein-AM/PI染色评估细胞增殖和存活。

2

评估PAH对胃癌细胞迁移的影响

测定PAH是否抑制胃癌细胞的迁移能力。

使用划痕实验检测HGC27和AGS细胞在不同浓度PAH处理24 h后的迁移率。

3

评估PAH在体内的抗肿瘤效果

验证PAH在体内对胃癌肿瘤生长的抑制作用及安全性。

在BALB/c裸鼠皮下注射MFC细胞建立肿瘤模型,随机分组后给予PAH或5-FU处理,测量肿瘤体积、重量,并进行HE染色检查主要器官。

4

检测氧化应激水平

评估PAH对胃癌细胞ROS产生和线粒体膜电位的影响。

使用DCF和DHE荧光染色检测ROS水平,JC-1染色检测线粒体膜电位。

5

RNA测序分析

鉴定PAH处理后差异表达基因及相关通路。

对AGS细胞进行200 μmol/L PAH处理24 h后提取RNA,进行RNA-seq,并进行KEGG和Reactome通路富集分析。

6

验证铁死亡特征

确认PAH诱导的细胞死亡类型为铁死亡。

使用FerroOrange检测Fe2+,BODIPY 581/591 C11检测脂质过氧化,GSH检测试剂盒检测GSH水平,Western blot检测铁死亡相关蛋白(GPX4、SLC7A11、TFRC、FTH1、FTL)表达。

7

检测PAH对铁死亡通路的影响

确定PAH诱导的铁死亡是否涉及系统Xc(−)/GSH/GPX4轴和P62-Keap1-Nrf2通路。

使用铁死亡抑制剂Fer-1、诱导剂RSL3与PAH联合处理细胞,检测细胞活力、克隆形成、迁移、ROS、MMP以及铁死亡相关蛋白和P62-Keap1-Nrf2通路蛋白表达。

8

验证Nrf2在PAH诱导铁死亡中的作用

通过敲低Nrf2评估其对PAH诱导铁死亡的调控作用。

使用siRNA转染敲低Nrf2后,用PAH处理细胞,检测细胞活力和蛋白表达。

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。

产品清单

实验环节名称品牌货号
紫苏醛SelleckS3205
二甲基亚砜MCEHY-Y0320
Z-VAD-FMKSelleckS7023
Necrostatin-1SelleckS8037
Ferrostatin-1MCEHY-100579
RSL3MCEY-100218A
多柔比星TargetMolT1020
顺铂SelleckS1166
5-氟尿嘧啶MCEHY-90006
MTTAladdinM158055
结晶紫AladdinC110703
H2DCFDAMCEHY-D0940
二氢乙啶Yeasen Biotechnology50102ES02
JC-1线粒体膜电位检测试剂盒UE Landy BiotechnologyJ6004S
Calcein/PI细胞活力与细胞毒性检测试剂盒Beyotime BiotechnologyC2015M
Hieff Trans体外siRNA/miRNA转染试剂Yeasen Biotechnology40806ES02
FerroOrangeDojindoF374
BODIPY 581/591 C11InvitrogenD3861
GPX4重组兔单克隆抗体Abcamab125066
SLC7A11兔多克隆抗体Proteintech26864-1-AP
FTH1兔多克隆抗体Proteintech11682-1-AP
FTL兔多克隆抗体Proteintech10727-1-AP
GAPDH小鼠单克隆抗体Proteintech60004-1-Ig
SQSTM1/P62兔单克隆抗体Cell Signaling Technology39749
Nrf2兔单克隆抗体Abcamab62352
Nrf2兔多克隆抗体HUABIOR1312-8
山羊抗兔IgG(H+L)荧光二抗ElabscienceE-AB-1055
Keap1兔单克隆抗体Abcamab227828
NQO1兔单克隆抗体Abcamab80588
HO-1/HMOX1兔单克隆抗体Abcamab189491
Western和IP细胞裂解液BeyotimeP0013
BCA蛋白检测试剂盒Elabscience--
5X上样缓冲液ElabscienceLT101S
一步法PAGE凝胶快速制备试剂盒ElabsciencePG212
RPMI-1640培养基Pricella--
胎牛血清Life-iLab--
青霉素-链霉素Pricella--

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
细胞系来源:AGS和HGC27来自中国科学院上海细胞库,MFC来自武汉普诺赛生命科技有限公司;培养基:RPMI-1640添加10% FBS和100 U/mL青霉素/100 μg/mL链霉素;培养条件:37°C、5% CO2
阅读提示:2.2 Cell culture
MTT细胞活力检测
细胞接种密度、PAH浓度、处理时间、MTT浓度及孵育时间、490 nm吸光度测量
阅读提示:2.3 MTT cell viability assay; 3.1 Results, Figure 1B-D
克隆形成实验
细胞接种密度(1000 cells/well)、PAH浓度、处理时间、培养天数(10-14天)、结晶紫染色时间
阅读提示:2.4 Colony formation assay
划痕愈合实验
细胞密度、划痕时间点(0和24 h)、PAH浓度、迁移率计算
阅读提示:2.5 Wound healing assay
动物实验
小鼠品系、性别、周龄(雌性BALB/c裸鼠,4周龄)、细胞接种数(1.5×10^5)、分组、剂量、给药方式、频率、肿瘤体积计算公式、处理时间
阅读提示:2.7 Animal experiments; Figure 2
ROS检测
染料浓度(DCF和DHE均为10 μmol/L)、孵育时间(30 min)、PAH处理浓度和时间
阅读提示:2.9 ROS assay; Figure 3
MMP检测
JC-1染色工作液配制、孵育时间(30 min)、PAH处理
阅读提示:2.8 MMP assay; Figure 3A-B
RNA-seq
AGS细胞处理浓度(200 μmol/L)和时间(24 h)、RNA提取方法、测序平台、差异基因筛选阈值
阅读提示:2.10 RNA sequencing; Figure 4
免疫荧光
细胞处理、固定、透化、封闭、一抗浓度、二抗浓度、DAPI染色
阅读提示:2.11 Immunofluorescence analysis; Figure 4E
Fe2+检测
细胞密度(3×10^5/孔)、FerroOrange浓度(1 μmol/L)、孵育时间(30 min)
阅读提示:2.12 Intracellular Fe2+ assay; Figure 5B,E
GSH检测
试剂盒操作步骤、412 nm吸光度测量
阅读提示:2.13 Intracellular GSH level assay; Figure 5F
脂质过氧化检测
BODIPY浓度(10 μmol/L)、孵育时间(30 min)、胰酶消化、流式细胞仪
阅读提示:2.14 BODIPY-581/591 C11 lipid peroxidation assay; Figure 5C,D
Western blotting
抗体稀释比例、上样量、电泳条件、转膜条件、封闭时间、一抗孵育时间
阅读提示:2.15 Western blotting; Figures 4F,G, 5G,H, 7F, 8C-F
siRNA转染
siRNA序列、转染试剂、转染时间、换液时间、后续培养时间
阅读提示:2.16 siRNA transfection; Figure 8A,B
联合用药实验
Fer-1和RSL3的浓度(文中未明确,但显示为2 μmol/L和1 μmol/L?需核对图注)
阅读提示:2.3, 3.4, 3.5; Figures 5A, 6, 7