大黄素甲醚通过HIF-1α/MCT4/Wnt通路逆转舌鳞状细胞癌顺铂耐药并损害癌症干性

Rhaponitin Reverses Cisplatin Resistance and Impairs Cancer Stemness Through HIF-1α/MCT4/Wnt Pathway in Tongue Squamous Cell Carcinoma.

作者信息Yuan Wu, Xiao-Wen Wan, Lin Jiang, Wei Wang, Jia-Jun Zhu, Yi-Sen Shao
PMID40608530
发布时间2025-11
DOI10.1002/kjm2.70069

实验完整度

高

包含体外细胞实验(CCK-8、流式凋亡、肿瘤球、RT-qPCR、Western blot、双荧光素酶报告基因)和体内异种移植模型,并进行HIF-1α敲低/过表达功能验证及机制研究。

主要模型

SCC9人舌鳞状细胞癌细胞系 SCC9-CisR耐顺铂细胞系 BALB/c裸鼠皮下异种移植瘤模型

重点核对

SCC9-CisR细胞通过逐步增加顺铂浓度(10^-7 mol/L至10^-5 mol/L)建立 Rha处理浓度:10 μM(体外实验),20 mg/kg(体内实验) 顺铂处理浓度:4.14 μM(体外),4 mg/kg(体内) HIF-1α敲低使用siHIF-1α#2,过表达使用pCMV6-HIF-1α载体 体内实验分组:SCC9-CisR+ saline+DMSO、+Cis、+Rha、+Cis+Rha,每组6只

摘要

大黄素甲醚(Rha)具有抗肿瘤活性,并介导缺氧诱导因子(HIF)-1α的转录活性,该活性影响顺铂(Cis)耐药。然而,Rha是否通过介导HIF-1α活性减轻舌鳞状细胞癌(TSCC)中的顺铂耐药尚不清楚。用Cis、Rha或Cis加Rha处理耐顺铂的SCC9(SCC9-CisR)细胞,使用细胞计数试剂盒-8、流式细胞术和肿瘤球形成实验探讨Rha对Cis耐药的影响。通过定量PCR检测干性标志物CD44和SOX2以及HIF-1α mRNA水平。使用GSE115119数据库和插件iRegulon选择由HIF-1α介导的靶基因。通过蛋白质印迹检测HIF-1α、单羧酸转运蛋白4(MCT4)和Wnt/β-catenin通路蛋白水平。构建皮下异种移植模型以探讨Rha对抗Cis耐药的功效。Rha在体外和体内抑制SCC9-CisR细胞的生长和干性。SCC9-CisR细胞中HIF-1α蛋白水平显著升高,但Rha处理减弱了HIF-1α的转录活性而非HIF-1α mRNA水平。与单独使用Cis相比,Rha加Cis抑制了SCC9-CisR细胞的活力和干性,但对HIF-1α敲低的SCC9-CisR细胞无此作用。HIF-1α过表达后,Rha诱导的SCC9-CisR细胞干性抑制和凋亡被逆转。Rha通过调控HIF-1α/MCT4轴抑制Wnt/β-catenin信号。总之,Rha降低了TSCC中的细胞干性并增强了Cis敏感性,这可能是通过介导HIF-1α/MCT4轴抑制Wnt/β-catenin信号实现的。

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
Rha是否通过介导HIF-1α相关通路减轻舌鳞状细胞癌的顺铂耐药。
核心机制
Rha通过抑制HIF-1α的转录活性,下调MCT4表达,进而抑制Wnt/β-catenin信号通路,从而降低细胞干性并增强顺铂敏感性。
主要证据
体外实验显示Rha降低SCC9-CisR细胞活力、促进凋亡、抑制肿瘤球形成及干性标志物表达;体内异种移植模型显示Rha联合顺铂显著抑制肿瘤生长。HIF-1α敲低/过表达实验证实了HIF-1α依赖性。
研究意义
研究表明Rha可作为顺铂的辅助药物用于舌鳞状细胞癌的治疗,为克服顺铂耐药提供潜在策略。

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

建立耐顺铂细胞系并验证耐药性

建立SCC9-CisR细胞系并确认其对顺铂的耐药性及与HIF-1α的关联。

通过逐步增加顺铂浓度处理SCC9细胞建立SCC9-CisR。使用CCK-8检测IC50和细胞活力,流式细胞术检测凋亡,肿瘤球形成实验检测干性,RT-qPCR检测CD44和SOX2 mRNA,Western blot检测HIF-1α蛋白。

2

评估Rha对HIF-1α表达和转录活性的影响

检测Rha是否影响HIF-1α mRNA和蛋白水平及其转录活性。

用不同浓度Rha处理SCC9-CisR细胞,RT-qPCR检测HIF-1α mRNA,Western blot检测蛋白,双荧光素酶报告基因检测HIF-1α转录活性。

3

检测Rha对细胞活力、凋亡和干性的影响

评估Rha单独或联合顺铂对SCC9-CisR细胞活力、凋亡和干性的影响。

CCK-8检测细胞活力,流式细胞术检测凋亡,肿瘤球形成实验和RT-qPCR检测干性标志物。同时进行HIF-1α过表达和敲低实验验证机制。

4

体内验证Rha对顺铂耐药的作用

在皮下异种移植模型中验证Rha联合顺铂对肿瘤生长和干性的影响。

将SCC9或SCC9-CisR细胞皮下注射到BALB/c裸鼠,分为不同处理组,每日给药30天,测量肿瘤体积和重量,Western blot检测凋亡相关蛋白,RT-qPCR检测干性标志物。

5

机制研究:HIF-1α/MCT4/Wnt通路

探究Rha是否通过HIF-1α/MCT4轴抑制Wnt/β-catenin信号通路。

利用GSE115119数据库和iRegulon筛选HIF-1α靶基因,Western blot检测MCT4表达,以及细胞质和细胞核中Wnt通路蛋白水平。

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培养基ProcellPM150312
胎牛血清Thermo10100
氢化可的松Invivochem50-23-7
青霉素-链霉素ProcellPB180120
顺铂SigmaP4394
RiboFECT CP转染试剂盒Ribobio--
CCK-8试剂BeyotimeC0037
Annexin V-FITC/碘化丙啶双染试剂盒SolarbioCA1020
B27添加剂Thermo17504044
人表皮生长因子Yeasen92701ES60
碱性成纤维细胞生长因子Yeasen91334ES50
MolPure细胞/组织总RNA提取试剂盒Yeasen19221ES
Hifair AdvanceFast第一链cDNA合成试剂盒Yeasen11149ES
Hieff UNICON通用型蓝色qPCR SYBR Green预混液Yeasen11184ES
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
BCA蛋白浓度测定试剂盒BeyotimeP0010
QuickBlock封闭液BeyotimeP0228
增强化学发光检测系统BeyotimeP0018
双荧光素酶报告基因检测系统Promega--
Infinite 200 PRO酶标仪TECAN--
流式细胞仪BD Biosciences--
显微镜Olympus--

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
SCC9细胞系来源(Procell, #CL-0571),培养基成分(DMEM/F12 + 10% FBS + 400 ng/mL氢化可的松 + 1%青霉素-链霉素),培养条件(37°C, 5% CO2)
阅读提示:Materials and Methods, Section 2.1
耐药细胞系建立
顺铂浓度梯度(10^-7至10^-5 mol/L),处理时间(未明确说明逐步加药的时间间隔)
阅读提示:Materials and Methods, Section 2.1
药物处理
顺铂处理浓度(4.140 μM),Rha处理浓度(10 μM),处理时间(Rha预处理12小时,顺铂处理24小时)
阅读提示:Materials and Methods, Section 2.3
细胞活力检测
细胞接种密度(1×10^3 cells/well),处理时间(24小时),CCK-8孵育时间(2小时),检测波长(450 nm)
阅读提示:Materials and Methods, Section 2.4
凋亡检测
染色试剂盒(Annexin V-FITC/PI),处理时间(24小时),流式细胞仪型号(BD)
阅读提示:Materials and Methods, Section 2.5
肿瘤球形成
细胞接种密度(1×10^3),培养时间(14天),培养基成分(血清-free DMEM/F12 + B27 + EGF + bFGF各20 ng/mL),计数标准(>50 μm)
阅读提示:Materials and Methods, Section 2.6
RT-qPCR
RNA纯度要求(A260/A280 1.8-2.0),cDNA合成量(1 μg RNA),使用仪器(ABI7500),相对定量方法(2^-ΔΔCq)
阅读提示:Materials and Methods, Section 2.7
Western blot
蛋白提取缓冲液(RIPA),BCA定量,抗体信息(见表S2),内参蛋白(未明确说明)
阅读提示:Materials and Methods, Section 2.8
双荧光素酶报告实验
质粒(pGL3-HRE, pRL-SV40),细胞接种密度(1×10^3),Rha浓度(0-60 μM),处理时间(24小时)
阅读提示:Materials and Methods, Section 2.9
动物实验
小鼠品系(BALB/c裸鼠),性别(雄性),年龄(4-6周),体重(18-23 g),细胞注射量(5×10^5 cells),给药方式(灌胃),剂量(Cis 4 mg/kg, Rha 20 mg/kg),给药频率(每日),持续时间(30天),分组(4组,每组6只)
阅读提示:Materials and Methods, Section 2.10
生物信息学分析
GEO数据集GSE115119,差异表达基因阈值(p<0.05, |fold change|≥1),iRegulon插件用于转录因子预测
阅读提示:Materials and Methods, Section 2.11