鸦胆亭通过内质网应激诱导U-2OS细胞凋亡

Ailanthone induces apoptosis in U-2OS cells through the endoplasmic reticulum stress.

作者信息Yue Zhang, Taiding Wu, Chang Li, Nianfang Luo, Jun Wang, Jingxian Li, Min Tian, Lei Liu, Ruiting Li, Jingyi Zhang
PMID41112300
发布时间2025-10-16
DOI10.3389/fimmu.2025.1633643

实验完整度

文献包含体外细胞实验(CCK-8、划痕、Western blot、流式)明确验证功能及机制,但缺乏动物模型或临床样本等多层级验证。

主要模型

U-2OS人骨肉瘤细胞系

重点核对

细胞系:U-2OS(人骨肉瘤细胞,来自国家模式培养物保藏中心,货号SC-SP-5030) 药物浓度:AIL浓度梯度(0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0 μM),最佳浓度0.6 μM 处理时间:Western blot和流式检测时间点为0, 3, 6, 9, 12, 24 h 检测方法:CCK-8(450 nm吸光度),划痕愈合(0h和24h),流式(Annexin V-FITC/PI染色) 统计设计:每组6个处理组,3个技术重复,独立生物学重复4-6次;采用单因素方差分析和t检验

摘要

背景:骨肉瘤(OS)是一种常见的发生于儿童和青少年的恶性骨肿瘤,其治疗结果和预后较差,凸显了对替代疗法的迫切需求。内质网应激(ERS)诱导一系列被称为未折叠蛋白反应(UPR)的级联反应,这是细胞应对内质网功能紊乱所采用的关键应激机制,并广泛参与肿瘤细胞的凋亡。过度的UPR可导致细胞内蛋白质水平过载,破坏稳态并耗尽能量,最终诱导OS细胞凋亡。鸦胆亭(AIL)是一种从臭椿(Ailanthus altissima (Mill.) Swingle)的根皮或茎皮中提取的天然化合物,在多种肿瘤类型中表现出广谱抗癌活性。其抗肿瘤机制涉及调节内质网应激相关蛋白,包括上调凋亡标志物(PERK、eIF2α、ATF4、CHOP)和促凋亡因子(BAX、caspase-3、Bim),同时下调抗凋亡蛋白BCL-2。本研究旨在探讨AIL是否通过ERS诱导OS细胞凋亡。材料与方法:使用细胞计数试剂盒-8法和划痕愈合实验评估AIL(0-1.0 µmol/L)对培养24小时的U-2OS细胞增殖和迁移的影响。选择最佳浓度0.6 µmol/L用于后续实验。通过Western blot分析检测AIL处理后不同时间点(0–24小时)ERS相关因子的蛋白水平。最后,通过流式细胞术评估最佳浓度下培养24小时后U-2OS细胞的凋亡率。结果:AIL对U-2OS细胞生长表现出剂量和时间依赖性抑制作用,显著降低细胞增殖和迁移率,同时促进凋亡。AIL处理后,ERS相关蛋白和促凋亡蛋白水平升高,而抗凋亡蛋白水平降低。结论:AIL通过ERS通路抑制人OS细胞增殖并诱导凋亡。它代表了OS治疗的潜在治疗剂。

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
鸦胆亭(AIL)是否通过诱导内质网应激(ERS)来抑制人骨肉瘤细胞增殖并促进其凋亡?
核心机制
AIL通过激活PERK/eIF2α/ATF4/CHOP信号通路,上调促凋亡蛋白(BAX、caspase-3、Bim)并下调抗凋亡蛋白BCL-2,从而诱导U-2OS细胞凋亡。
主要证据
CCK-8和划痕实验显示AIL剂量依赖性抑制U-2OS细胞增殖和迁移;Western blot显示ERS相关蛋白和凋亡相关蛋白表达变化;流式细胞术证实AIL处理后凋亡率增加。
研究意义
该研究验证了AIL作为骨肉瘤治疗潜在药物的可能性,并拓展了针对ERS靶向治疗骨肉瘤的机制理解,为未来转化研究提供了基础。

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

细胞培养与药物处理

培养U-2OS细胞并用不同浓度AIL处理,为后续增殖、迁移和凋亡检测提供处理样本。

U-2OS细胞以800细胞/孔的密度接种于96孔板,使用专用完全培养基培养,并用不同浓度(0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0 μM)的AIL处理。

2

细胞增殖检测

评估AIL对U-2OS细胞活力的抑制作用。

使用CCK-8试剂盒检测AIL处理后细胞的活力,通过测量450 nm处的光密度值反映细胞增殖情况。

3

细胞迁移检测

评估AIL对U-2OS细胞迁移能力的影响。

采用划痕愈合实验,在融合度达到90%的U-2OS细胞单层上划出线性伤口,加入不同浓度AIL处理24小时,观察伤口闭合情况。

4

ERS相关蛋白表达检测

验证AIL处理是否激活PERK/eIF2α/ATF4/CHOP信号通路。

用0.6 μM AIL处理U-2OS细胞不同时间,提取总蛋白,通过Western blot检测PERK、eIF2α、ATF4、CHOP蛋白表达水平。

5

凋亡相关蛋白表达检测

评估AIL处理对凋亡相关蛋白表达的影响。

用0.6 μM AIL处理U-2OS细胞不同时间,通过Western blot检测促凋亡蛋白(BAX、caspase-3、Bim)和抗凋亡蛋白BCL-2的表达水平。

6

细胞凋亡检测

定量评估AIL处理对U-2OS细胞凋亡率的影响。

用0.6 μM AIL处理U-2OS细胞不同时间,使用Annexin V-FITC和PI染色,通过流式细胞仪检测凋亡细胞比例。

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。

验证细胞功能变化
验证分子表达变化
验证凋亡效应
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
U-2OS细胞系National Collection of Authenticated Cell CulturesSC-SP-5030
U-2OS专用完全培养基Pricella Biotechnology--
鸦胆亭Shanghai Aladdin Biochemical Technology981-15-7
CCK-8试剂盒ABclonalRM02823
相差显微镜OlympusBX41-PHD-P11
全波长酶标仪Thermo Fisher ScientificA51119600CC
无血清培养基Pricella BiotechnologyCM-0236
激光共聚焦显微镜OlympusFV4000
超声破碎仪Thermo Fisher ScientificFB50
半干转膜系统Bio-Rad Laboratories1658033
抗PERK抗体Cell Signaling Technology3190
抗eIF2α抗体Cell Signaling Technology3398
抗ATF4抗体AbcamAb270980
抗CHOP抗体AbcamAB11419
抗BCL-2抗体Proteintech12789-1-AP
抗caspase-3抗体Proteintech25128-1-AP
抗BAX抗体AbcamAb32503
抗Bim抗体Proteintech22037-1-AP
抗β-actin抗体Proteintech20536-1-AP
荧光标记二抗(抗兔IgG)Proteintech81115-1-RR
Odyssey红外成像系统LicorLI-COR Odyssey CLX
Super Signal West Pico化学发光底物Thermo Fisher ScientificA38556
Annexin V-FITCCell Signaling Technology6592
碘化丙啶----
流式细胞仪Sony BiotechnologySH800SEP

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
细胞系来源与货号(U-2OS,SC-SP-5030);培养基(Pricella U-2OS专用完全培养基);培养条件(37°C,5%CO2);传代频率(每48小时)
阅读提示:参见Materials and methods 2.1 Cell culture
AIL处理
AIL浓度梯度(0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0 μM);最佳浓度(0.6 μM);处理时间(0-24小时);AIL纯度(>98%,CAS号981-15-7)
阅读提示:参见Materials and methods 2.1和Results 3.1
细胞增殖检测
接种密度(1×10³细胞/孔);AIL处理时间(24h);CCK-8试剂孵育时间(24h);检测波长(450nm);重复次数(4-6次独立生物学重复,每个浓度3个技术重复)
阅读提示:参见Materials and methods 2.2 Cell counting kit-8 assay
细胞迁移检测
细胞融合度(90%);划痕工具(1000μL移液头);无血清培养基处理;AIL浓度梯度;处理时间(24h);图像采集时间点(0h和24h)
阅读提示:参见Materials and methods 2.3 Wound healing assay
Western blot
蛋白提取方法(超声破碎);上样量(20μL);凝胶浓度(10%);电泳条件(90V 30min,120V 60min);转膜条件(半干转120V 60min);封闭条件(5%脱脂牛奶室温1h);一抗稀释比例和来源;二抗孵育时间(2h)
阅读提示:参见Materials and methods 2.4 Western blotting
流式细胞术
AIL浓度(0.6μM);处理时间(0, 12, 24h);Annexin V-FITC和PI染色量(5μL和10μL);孵育时间(5min);流式检测波长(488/530nm FITC,535/615nm PI)
阅读提示:参见Materials and methods 2.5 Flow cytometry