紫檀芪通过caspase-3/Gasdermin E信号通路诱导小鼠乳腺癌细胞焦亡并重塑肿瘤免疫微环境

Pterostilbene induces pyroptosis in mouse breast cancer cells through the caspase-3/Gasdermin E signaling pathway and reshapes the tumor immune microenvironment.

作者信息Xiaoxia Huang, Wenhui Yang, Xinyi Hu, Li Peng, Jing Dong, Lin Li
PMID40602033
发布时间2025-09
DOI10.1016/j.tranon.2025.102454

实验完整度

包含体外细胞实验(CCK8、LDH、IL-1β、Western blot、免疫荧光、siRNA敲降)、体内动物模型(EMT6移植瘤)及转录组测序和流式细胞术分析,且有功能验证和机制验证。

主要模型

小鼠乳腺癌细胞系EMT6 小鼠乳腺癌细胞系4T1 EMT6乳腺肿瘤移植瘤小鼠模型

重点核对

PTE浓度:0、20、40、80 μM(体外);体内剂量见图S1 处理时间:24h、48h、72h(体外) caspase-3抑制剂Z-DEVD-FMK的使用 GSDME siRNA敲降序列及浓度 动物分组和给药方案(见图S1)

摘要

越来越多的证据表明,摄入特定的膳食补充剂可能降低乳腺癌风险。紫檀芪(PTE)是一种天然存在的二苯乙烯类化合物,广泛存在于浆果中,以剂量依赖性方式诱导EMT6和4T1细胞焦亡。此外,si Gasdermin E(GSDME)和Z-DEVD-FMK(一种caspase-3酶活性抑制剂)显著抑制了PTE诱导的这些细胞焦亡。这些发现提示PTE通过caspase-3/GSDME信号通路诱导小鼠乳腺癌细胞焦亡。建立EMT6乳腺癌移植瘤小鼠模型以研究PTE的体内抗肿瘤活性。结果表明,PTE以剂量依赖性方式预防和抑制乳腺肿瘤生长。GO和KEGG注释分析显示,大量差异基因集中于免疫系统。为进一步验证PTE是否通过重塑肿瘤免疫微环境(TIME)抑制肿瘤,我们检测了小鼠外周血、脾脏和乳腺肿瘤中Th细胞、CTL细胞、NK细胞、MDSC细胞、TAMs、Treg细胞和B细胞的比例。发现PTE上调抗肿瘤免疫细胞的比例,下调免疫抑制细胞的比例。总之,PTE通过诱导乳腺癌细胞焦亡、增强抗肿瘤免疫和重塑TIME来抑制乳腺肿瘤生长。因此,本研究对开发PTE及含PTE的功能性食品、膳食补充剂、免疫调节药物和乳腺癌治疗辅助剂具有重要意义。

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
紫檀芪(PTE)是否通过caspase-3/GSDME信号通路诱导小鼠乳腺癌细胞焦亡,并通过重塑肿瘤免疫微环境(TIME)抑制乳腺肿瘤生长?
核心机制
PTE通过激活caspase-3,切割GSDME,诱导GSDME-NT形成膜孔,导致细胞焦亡;同时增强抗肿瘤免疫,重塑肿瘤免疫微环境。
主要证据
体外实验显示PTE以剂量依赖性方式诱导EMT6和4T1细胞焦亡,siGSDME和Z-DEVD-FMK抑制该过程;体内实验中,PTE抑制EMT6移植瘤生长,激活caspase-3/GSDME通路,并上调抗肿瘤免疫细胞比例、下调免疫抑制细胞比例。
研究意义
研究表明PTE可能用于开发功能性食品、膳食补充剂、免疫调节药物和乳腺癌治疗辅助剂,为乳腺癌的预防和治疗提供潜在策略。

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

体外细胞活力与焦亡表型检测

评估PTE对小鼠乳腺癌细胞活力的影响,并观察是否诱导焦亡形态。

用不同浓度PTE处理EMT6和4T1细胞,采用CCK8检测细胞活力,显微镜观察细胞形态,透射电镜观察细胞膜损伤,检测LDH释放、IL-1β、IL-18和NLRP3表达。

2

验证GSDME依赖性

探究PTE诱导的焦亡是否依赖于GSDME。

通过Western blot检测GSDME表达和切割,免疫荧光观察GSDME定位,使用siRNA敲低GSDME,观察焦亡形态、细胞活力、LDH释放和IL-1β变化。

3

验证caspase-3/GSDME通路

探究PTE诱导焦亡是否通过caspase-3激活。

检测caspase-3激活,使用caspase-3抑制剂Z-DEVD-FMK,观察细胞形态、活力、LDH释放、IL-1β和GSDME表达。

4

体内抗肿瘤效果评估

评估PTE对小鼠乳腺肿瘤生长的预防和治疗作用。

建立EMT6移植瘤模型,给予不同剂量和策略的PTE,测量肿瘤体积和重量,HE染色观察组织病理,Western blot检测caspase-3和GSDME,qPCR检测IL-1β、IL-18和NLRP3。

5

免疫细胞比例检测

评估PTE对小鼠脾脏、外周血和肿瘤中免疫细胞比例的影响。

通过流式细胞术检测Th、CTL、NK、MDSC、TAMs、Treg和B细胞比例,HE染色观察脾脏病理。

6

转录组测序分析

探讨PTE对肿瘤免疫微环境的影响。

对肿瘤组织进行转录组测序,进行GO和KEGG富集分析,关注免疫相关通路。

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。

细胞活性与毒性检测
基因敲低
免疫细胞分析

产品清单

实验环节名称品牌货号
RPMI 1640培养基Procell--
胎牛血清Procell--
青霉素-链霉素Procell--
EMT6细胞Procell--
4T1细胞Procell--
紫檀芪Yuanye537-42-8
二甲基亚砜Sigma--
CCK-8试剂盒Selleck--
LDH检测试剂盒Elabscience--
IL-1β检测试剂盒Elabscience--
总蛋白提取试剂盒----
BCA蛋白定量试剂盒----
PVDF膜----
Caspase-3抗体CST--
GSDMA抗体----
GSDMC抗体Abclonal--
GSDMD抗体Wanlei--
GSDME抗体CST, Abcam, Abclonal--
β-actin抗体Servicebio--
山羊抗兔IgG (H+L)----
免疫荧光试剂盒Elabscience--
Lipofectamine 2000----
siRNAChaozhou Hippo Biotechnology--
抗体----
BALB/C小鼠Liaoning Changsheng Biotechnology Co., Ltd.--

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
细胞培养和药物处理
细胞系、培养基组成、PTE浓度、处理时间、DMSO溶解浓度
阅读提示:Materials and methods - Cell culture and animal experiments; Figure 1 legend
siRNA转染
siRNA序列、转染试剂、siRNA浓度、转染时间
阅读提示:Materials and methods - Small interfering RNA transfection
体内动物模型
动物品系、周龄、体重、细胞接种数量、给药剂量、给药方式、时间点、分组
阅读提示:Materials and methods - Cell culture and animal experiments; Figure S1
免疫细胞检测
样本来源、抗体组合、染色步骤、流式分析门控
阅读提示:Materials and methods - Flow cytometry; Table S1
转录组测序
样本选择、测序平台、分析流程
阅读提示:Materials and methods - Transcriptome sequencing and analysis