内质网应激-铁死亡交互信号协调安罗替尼在甲状腺未分化癌中的抗肿瘤作用

The endoplasmic reticulum stress-ferroptosis reciprocal signaling orchestrates anti-tumor effect of anlotinib in anaplastic thyroid cancer.

作者信息Yehao Guo, Juyong Liang, Lingling Ding, Jiajun Wu, Weidong Teng, Jiafeng Wang, Liehao Jiang, Zhuo Tan
PMID40841645
发布时间2025-08-21
DOI10.1186/s12935-025-03947-z

实验完整度

包含体内异种移植瘤模型、体外细胞功能实验、分子机制验证(Western blot、流式)及免疫组化分析等多个独立证据层级。

主要模型

Luciferase-8505 C细胞皮下异种移植瘤模型(BALB/c裸鼠) 人甲状腺未分化癌细胞系8505 C和KHM-5 M

重点核对

药物处理浓度:安罗替尼和仑伐替尼在体外实验中的浓度范围 体内给药剂量:2 mg/kg和4 mg/kg,腹腔注射,每日一次 动物模型:雌性BALB/c裸鼠,皮下注射Luciferase-8505 C细胞5×10^6个 检测时间点:体外处理24、48、72小时,体内观察15天 铁死亡和ER应激标志物:GPX4、HO-1、ATF4、BiP、CHOP等的蛋白表达

摘要

背景:铁死亡诱导治疗是治疗甲状腺未分化癌(ATC)的一种有前景的方法,这是一种高度致命的癌症。然而,两种抗血管生成药物仑伐替尼和安罗替尼对ATC中铁死亡的具体影响尚不清楚。方法:为研究仑伐替尼和安罗替尼在体内的抗癌活性,在小鼠中建立了皮下肿瘤模型。使用包括CCK-8、集落形成、Transwell和球体形成等多种实验评估了这些药物对ATC细胞的药理作用。通过管形成实验评估血管生成。通过流式细胞术测量活性氧(ROS)水平,并通过Western blot实验测定铁死亡和内质网(ER)应激的水平。使用免疫组织化学分析肿瘤组织中GPX4、HO-1、PERK和CHOP的表达。结果:仑伐替尼和安罗替尼均剂量和时间依赖性地抑制Luciferase-8505 C诱导的小鼠皮下肿瘤,其中安罗替尼显示出比仑伐替尼更好的疗效。体外实验表明,虽然两种药物均能有效抑制血管生成,但安罗替尼在细胞活力、增殖、肿瘤球形成、迁移和侵袭方面表现出更优的抗肿瘤效果。机制研究表明,安罗替尼通过ER应激途径诱导ROS介导的铁死亡,而仑伐替尼处理未观察到这种反应。结论:安罗替尼在治疗ATC方面显示出优于仑伐替尼的疗效,且与其抗血管生成特性无关。安罗替尼诱导ER应激介导的铁死亡的能力表明,靶向铁死亡可能作为ATC的一种有前景的治疗策略。

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
仑伐替尼和安罗替尼在甲状腺未分化癌中的抗肿瘤机制差异,特别是它们诱导铁死亡的能力。
核心机制
安罗替尼通过激活内质网应激通路(上调ATF4、BiP、CHOP和p-eIF2α)诱导ROS介导的铁死亡,而仑伐替尼未诱导该通路。
主要证据
体内异种移植瘤模型显示安罗替尼抑制肿瘤生长更显著;体外实验显示安罗替尼诱导ROS和脂质ROS升高,下调GPX4、FTH1等铁死亡相关蛋白,上调HO-1;Western blot显示ER应激标志物上调。
研究意义
该研究提示靶向铁死亡可能成为甲状腺未分化癌的一种治疗策略,为优化临床治疗方案提供实验依据。

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

体内异种移植瘤模型建立与药物疗效评估

比较仑伐替尼和安罗替尼在体内的抗肿瘤效果

雌性BALB/c裸鼠皮下注射表达荧光素酶的8505 C细胞,待肿瘤达约60 mm³后随机分组,每日腹腔注射药物或对照,定期监测肿瘤体积和体重,并通过生物发光成像评估肿瘤生长。

2

体外细胞活力与增殖评估

评估药物对ATC细胞活力的抑制作用及差异性

使用CCK-8实验检测不同浓度药物处理不同时间后的细胞活力,计算IC50值。

3

细胞功能实验(集落形成、迁移、侵袭、球体形成)

评估药物对ATC细胞增殖、迁移、侵袭和干性的影响

分别进行集落形成实验、Transwell迁移和侵袭实验、球体形成实验,比较两种药物的抑制作用。

4

血管生成评估

评估两种药物对血管内皮细胞管形成的影响

使用HUVECs进行管形成实验,在基质胶上观察药物处理后的管状结构形成情况。

5

铁死亡检测

检测药物处理对ROS、脂质ROS水平及铁死亡相关蛋白表达的影响

使用DCFH-DA探针和C11 BODIPY 581/591探针通过流式细胞术检测ROS和脂质ROS;通过Western blot检测铁死亡相关蛋白表达。

6

内质网应激通路验证

验证安罗替尼是否通过内质网应激通路诱导铁死亡

通过Western blot检测ER应激相关蛋白(PERK、ATF4、BiP、CHOP、p-eIF2α)的表达;使用ER应激激活剂TUDC进行联合处理,观察对铁死亡标志物的影响。

7

肿瘤组织免疫组化分析

验证体内肿瘤组织中铁死亡和ER应激标志物的表达变化

对异种移植瘤组织进行免疫组化染色,检测Ki67、GPX4、HO-1、BiP、CHOP和4-HNE的表达。

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
仑伐替尼SelleckE7080
吐温80TargetMolT13947
TUDCTargetMolT6993
PEG300TargetMolT7022
HRP标记的山羊抗兔IgGBeyotimeA0208
山羊抗鼠IgGBeyotimeA0216
RPMI-1640培养基HyClone--
胎牛血清SERANAS-FBS-SA-015
CCK-8试剂盒Vazyme BiotechA311-01
Synergy LX多功能酶标仪BioTek Instruments--
Transwell小室Corning--
基质胶BD Biosciences--
超低吸附6孔板Corning--
DMEM/F12培养基----
B27补充剂----
表皮生长因子----
碱性成纤维细胞生长因子----
DCFH-DA探针TargetMolT15458
C11 BODIPY 581/591探针Thermo FisherD3861
NovoCyte Advanteon流式细胞仪Agilent--
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher--
PVDF膜----
ChemiDoc-MP成像系统Bio-Rad--
兔抗TFR抗体ABclonalA19130
兔抗FTH1抗体ABclonalA19544
兔抗FTL抗体ABclonalA11241
HRP标记的β-微管蛋白小鼠单克隆抗体ABclonalAC030
兔抗HO-1抗体Proteintech10701-AP
兔抗ATF4抗体Proteintech10835-AP
兔抗GPX4抗体Abcamab125066
兔抗PERK抗体Cell Signaling Technology5683
兔抗BiP抗体Cell Signaling Technology3177
兔抗磷酸化eIF2α抗体Cell Signaling Technology3597
兔抗eIF2α抗体AffinityAF6087
小鼠抗4-HNE抗体Abcamab48506
IVIS Lumina III活体成像系统----

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
体内异种移植瘤模型
动物品系(雌性BALB/c裸鼠)、周龄(3-4周)、细胞系(Luciferase-8505 C)、细胞注射量(5×10^6/100 µL)、肿瘤起始体积(~60 mm³)、分组及每组动物数(5组,n=5)、给药剂量(2和4 mg/kg)、给药方式(腹腔注射,每日一次)、实验周期(15天)。
阅读提示:Materials and Methods 中的 In vivo xenograft tumor model 部分及 Figure 1 图注
体外细胞活力检测
细胞系(8505 C、KHM-5 M等)、细胞接种密度(4000/孔)、药物浓度梯度(安罗替尼0-32 µM;仑伐替尼0-64 µM)、处理时间(24, 48, 72 h)、CCK-8试剂盒及检测波长(450 nm)。
阅读提示:Materials and Methods 中的 Cell viability assay 部分及 Figure 2 图注
铁死亡检测(ROS及脂质ROS)
处理浓度(安罗替尼和仑伐替尼0-16 µM)、处理时间(24 h)、探针浓度(DCFH-DA 10 µM;C11 BODIPY 581/591 20 µM)、孵育时间(30 min)、流式细胞仪型号(NovoCyte Advanteon)。
阅读提示:Materials and Methods 中的 Intracellular ROS and lipid peroxidation assays 部分及 Figure 5 图注
Western blot蛋白质检测
细胞处理浓度(安罗替尼和仑伐替尼0-10 µM或0-12 µM)、处理时间(24 h)、抗体稀释比(例如GPX4 1:5000,HO-1 1:2000)、内参(β-Tubulin)、蛋白定量方法(BCA)、显影系统(ChemiDoc-MP)。
阅读提示:Materials and Methods 中的 Western blot analysis 部分及 Figures 5、6 图注
内质网应激验证
TUDC浓度(20 µM)、处理时间(24 h)、药物浓度(安罗替尼5 µM)、分组设置(单独或联合)。
阅读提示:Materials and Methods 中的 Reagents and antibodies 部分和 Results 中的 Differential ER stress responses... 部分