黄芪多糖通过PPARD/CDC20轴阻断Wnt/β-catenin通路调节宫颈癌细胞周期并抑制顺铂耐药

Astragalus polysaccharide regulates the cervical cancer cell cycle and inhibits cisplatin resistance by blocking the Wnt/β-catenin pathway through the PPARD/CDC20 axis.

作者信息Wenzhi Liu, Yuanyuan Fu, Xiaohong Jiang, Jinting Tan, Ying Zhang, Lu Zhang
PMID40538591
发布时间2025-08
DOI10.1007/s10616-025-00785-9

实验完整度

高

包含体外细胞耐药模型、功能验证(增殖、凋亡、周期)、机制验证(双荧光素酶、ChIP、通路抑制)及体内异种移植瘤模型,多层级证据。

主要模型

宫颈癌细胞系Hela/SiHa及顺铂耐药株Hela/DDP、SiHa/DDP 人宫颈上皮细胞HCerEpic BALB/c裸鼠异种移植瘤模型

重点核对

细胞系:Hela/DDP和SiHa/DDP,其耐药性通过逐步增加DDP浓度建立,并用3 μg/mL DDP维持 APS处理浓度:3 mg/mL,处理时间48小时 顺铂处理:IC50值约16 μM,处理24小时 Wnt/β-catenin通路激动剂HLY78浓度:10 mM,处理48小时 体内实验:BALB/c裸鼠,每组5只,APS(200 mg/mL)灌胃,DDP(2.5 mg/kg)腹腔注射,每三天一次

摘要

黄芪多糖(APS)可以阻止肿瘤进展和顺铂耐药。本文研究了APS调节宫颈癌(CC)顺铂耐药的下游机制。构建了顺铂耐药的CC细胞系。APS抑制了Hela/DDP和SiHa/DDP细胞的增殖,并增加了凋亡。使用生物信息学工具预测了APS的下游转录因子和转录因子PPARD的下游靶标。在亲本和耐药细胞系中检测了PPARD和CDC20的水平。用APS或组合敲低PPARD和CDC20,或Wnt/β-catenin通路激动剂处理CC细胞,并检查了增殖、细胞周期分布和凋亡。构建了异种移植肿瘤模型,以监测顺铂治疗下的肿瘤生长。APS促进了PPARD表达,PPARD敲低减少了凋亡。PPARD通过结合CDC20启动子转录抑制CDC20,CDC20下调阻碍了顺铂耐药CC细胞的增殖并增加了凋亡率。Wnt/β-catenin通路激动剂抵消了CDC20敲低对CC细胞生长的改善作用。CDC20过表达逆转了APS治疗对肿瘤生长的抑制。总的来说,APS通过促进PPARD和抑制CDC20转录来抑制Wnt/β-catenin通路,从而抑制CC进展和顺铂耐药。

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
APS如何通过下游机制调节宫颈癌的顺铂耐药性?具体涉及PPARD和CDC20的作用以及Wnt/β-catenin通路的参与。
核心机制
APS通过促进PPARD表达,PPARD转录抑制CDC20,从而阻断Wnt/β-catenin通路,导致细胞周期阻滞(G2/M期比例增加)并抑制顺铂耐药。
主要证据
体外实验显示APS抑制耐药细胞增殖、促进凋亡;PPARD敲低降低凋亡,CDC20敲低抑制增殖并增加凋亡;Wnt/β-catenin激动剂抵消CDC20敲低的效果;体内异种移植瘤实验显示APS抑制肿瘤生长,CDC20过表达逆转该效应。
研究意义
该研究为APS在临床和抗肿瘤领域的应用提供了新见解,可能为宫颈癌治疗提供新的靶点。

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

构建顺铂耐药细胞系

建立顺铂耐药的宫颈癌细胞模型,以研究耐药机制。

将Hela和SiHa细胞暴露于递增浓度的顺铂(0.125, 0.25, 0.5, 1, 2, 3 μg/mL)各1周,收集存活细胞并用含3 μg/mL顺铂的培养基维持耐药性。

2

评估APS对耐药细胞增殖和凋亡的影响

检测APS对顺铂耐药细胞增殖和凋亡的影响。

用APS(3 mg/mL)处理耐药细胞,再使用16 μM顺铂处理24小时,通过CCK-8、集落形成和TUNEL实验检测细胞活力、增殖和凋亡。

3

预测和验证APS下游靶标

确定APS的下游转录因子及其靶基因。

使用生物信息学工具(PubChem、CODD-Pred、GeneCards、GEO等)预测APS下游靶标,筛选出PPARD和CDC20,并通过RT-qPCR和WB验证其在细胞中的表达。

4

验证PPARD功能

验证PPARD在APS减轻顺铂耐药中的作用。

通过敲低或过表达PPARD,以及使用PPARD抑制剂GSK3787,检测细胞对顺铂的敏感性、增殖和凋亡变化。

5

验证PPARD对CDC20的转录调控

验证PPARD是否直接结合CDC20启动子并抑制其转录。

使用双荧光素酶报告基因和ChIP实验检测PPARD对CDC20启动子的结合和转录活性。

6

验证CDC20功能

验证CDC20在顺铂耐药细胞中的作用。

通过敲低CDC20,检测细胞增殖、凋亡和细胞周期变化,并观察与PPARD敲低的相互作用。

7

验证Wnt/β-catenin通路参与

验证APS/PPARD/CDC20轴是否通过Wnt/β-catenin通路发挥作用。

使用TOP/FOP-flash报告基因检测Wnt通路活性,并在加入激动剂HLY78后检测细胞功能。

8

体内验证

验证APS在体内对肿瘤生长的抑制作用及其机制。

将SiHa/DDP细胞(过表达CDC20或对照)注射到裸鼠皮下,给予APS和DDP处理,监测肿瘤体积和重量,并通过IHC和WB检测蛋白表达。

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
RPMI 1640培养基Thermo Fisher11875119
胎牛血清----
青霉素-链霉素液体SolarbioP1400
HCerEpic完全培养基ProcellCM-H059
顺铂MedChemExpressHY-17394
黄芪多糖Weikeqi BiotechnologyWKQ-0001377
GSK3787SelleckS8025
HLY78Sigma-AldrichSML0833
CCK-8试剂盒Yeasen40203ES60
结晶紫BeyotimeC0121
一步法TUNEL凋亡检测试剂盒(绿色荧光)BeyotimeC1088
碘化丙啶YEASEN40710ES03
核糖核酸酶ABeyotimeST579
TRIzol试剂Thermo Fisher15596026CN
PrimeScript反转录试剂盒TaKaRaRR047Q
SYBR Green PCR预混液Thermo Fisher4309155
7500实时荧光定量PCR系统Thermo Fisher4351104
RIPA裂解缓冲液Merck KGaA20-188
BCA蛋白测定试剂盒BeyotimeP0012
抗PPARD抗体ABclonalA5656
抗CDC20抗体ABclonalA15656
抗β-catenin抗体BosterA00004
抗磷酸化β-catenin抗体Cell Signaling Technologies9561
抗β-actin抗体Abcamab8227
山羊抗兔IgG H&LAbcamab6721
Novex ECL化学发光底物试剂盒Thermo FisherWP20005
pGL4.10载体PromegaE6651
pRL-TK质粒BeyotimeD2760-1
Lipofectamine 2000转染试剂Thermo Fisher11668500
双荧光素酶报告基因试剂盒BeyotimeRG027
ChIP检测试剂盒Active Motif53008
蛋白酶抑制剂混合物BeyotimeP1005
PMSF溶液BeyotimeST507
抗PPARD抗体Cell Signaling Technologies74076
抗IgG抗体Abcamab171870
TOP-flash报告质粒BeyotimeD2501-1
FOPflash报告质粒BeyotimeD2503-1
BALB/c裸小鼠Hunan SJA Laboratory Animal Co., Ltd.--
DAB显色液Yeasen36201ES03

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
细胞培养与耐药细胞系建立
细胞系来源(Hela、SiHa、HCerEpic)、耐药细胞建立方法(DDP递增浓度)、维持浓度(3 μg/mL)
阅读提示:Materials and methods: Cell culture and establishment of DDP-resistant CC cells
细胞处理
APS浓度(3 mg/mL)、处理时间(48小时)、PPARD抑制剂GSK3787浓度(1 μM)、Wnt激动剂HLY78浓度(10 mM)
阅读提示:Materials and methods: Cell treatment
功能检测
CCK-8检测的DDP浓度梯度、集落形成实验中的DDP处理浓度(16 μM)和时间(24小时)、TUNEL和流式的实验条件
阅读提示:Figure legends 1-5, Materials and methods: CCK-8 assay, Colony formation experiment, TUNEL, Flow cytometry
机制验证
双荧光素酶实验中的质粒(pGL4.10-CDC20启动子)、ChIP实验中的抗体和细胞用量
阅读提示:Materials and methods: Dual-luciferase assay, ChIP
体内实验
动物品系(BALB/c裸鼠)、周龄(4周)、体重(15-17 g)、样本量(n=5/组)、APS给药剂量(200 mg/mL)和方式(灌胃,每日一次)、DDP剂量(2.5 mg/kg)和方式(腹腔注射,每三天一次)、肿瘤体积测量方式
阅读提示:Materials and methods: Xenograft tumor model