酸枣仁皂苷A通过抑制ATP1A2介导的线粒体能量代谢调控诱导膀胱癌细胞凋亡

Jujuboside A induces bladder cancer cell apoptosis by inhibiting ATP1A2-mediated mitochondrial energy metabolism regulation.

作者信息Meng Zhu, Yuepeng Liu, Yumin Jia, Lixin Ren, Shuhui An, Yaxuan Wang
PMID41533486
发布时间2026-12-31
DOI10.1080/15384047.2026.2615418

实验完整度

包括转录组分析、细胞系模型、过表达/敲低、凋亡与能量代谢检测,但缺乏体内模型和直接结合验证。

主要模型

5637膀胱癌细胞系 T24膀胱癌细胞系 RWPE-1正常前列腺上皮细胞

重点核对

GSE133624数据集中病例与对照样本比例为36:29 ATP1A2过表达或敲低后细胞培养48小时 JuA处理浓度:12.5、25、50 μmol/L 统计显著性阈值P<0.05

摘要

背景:膀胱癌的常规治疗存在多种局限性。因此,天然产物如酸枣仁皂苷A(JuA)因其多靶点效应和低毒性而被探索。然而,JuA在膀胱癌中的具体作用仍不清楚。目的:确定JuA是否通过调节ATP酶Na+/K+转运亚基α2(ATP1A2)的表达来影响膀胱癌细胞的线粒体能量代谢和凋亡。方法:使用GSE133624数据集分析膀胱癌中的差异表达基因(DEGs)。构建了ATP1A2过表达和敲低的膀胱癌细胞模型。评估了与凋亡和线粒体能量代谢相关的细胞表型和标志物。此外,研究了JuA的靶向效应。结果:白细胞介素(IL)-6、ATP1A2和羟基类固醇11-β脱氢酶1被确定为潜在的JuA靶点,其中ATP1A2是主要靶点。ATP1A2过表达增强膀胱癌细胞活力并抑制凋亡,促进体外线粒体能量代谢,而ATP1A2敲低则产生相反效果。JuA降低细胞活力,抑制ATP1A2表达,并扰乱线粒体能量代谢。JuA的这些抗癌作用被ATP1A2过表达所逆转。结论:本研究阐明了JuA通过靶向抑制ATP1A2来调节线粒体能量代谢并诱导膀胱癌细胞凋亡的分子机制。这些发现揭示了ATP1A2在膀胱癌细胞能量代谢和存活中的关键作用,为更深入理解膀胱癌的病理机制提供了新的分子视角。

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
JuA是否通过调节ATP1A2表达影响膀胱癌细胞的线粒体能量代谢和凋亡?
核心机制
JuA靶向抑制ATP1A2表达,导致线粒体能量代谢受损(如降低线粒体膜电位、ATP水平,增加ROS),从而诱导膀胱癌细胞凋亡。
主要证据
基于GSE133624数据筛选靶点;在5637和T24细胞中过表达或敲低ATP1A2,发现ATP1A2正向调节细胞活力、能量代谢并抑制凋亡;JuA处理降低ATP1A2水平,且ATP1A2过表达逆转JuA的作用。
研究意义
揭示ATP1A2在膀胱癌能量代谢和存活中的关键作用,为开发靶向ATP1A2的安全有效的膀胱癌精准治疗策略提供实验基础。

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

筛选膀胱癌中的DEGs和JuA靶点

识别膀胱癌中差异表达的基因,并筛选JuA的潜在作用靶点。

分析GSE133624数据集,鉴定1845个DEGs;检索ETCM数据库获取JuA靶点,与DEGs取交集,得到IL6、ATP1A2、HSD11B1三个候选基因。

2

构建ATP1A2过表达和敲低细胞模型

验证ATP1A2表达水平对膀胱癌细胞功能的影响。

在5637细胞中转染ATP1A2过表达质粒,在T24细胞中转染siATP1A2-1和siATP1A2-2,通过RT-qPCR和Western blot验证。

3

检测ATP1A2对细胞功能和线粒体能量代谢的影响

评估ATP1A2表达变化对细胞活力、凋亡及线粒体功能的影响。

通过CCK8、流式细胞术、Western blot、JC-1染色、ROS检测、透射电镜、OCR/ECAR测定等评估细胞活力和凋亡及线粒体功能。

4

分子对接预测JuA与ATP1A2的结合

预测JuA与ATP1A2蛋白的结合模式和亲和力。

使用AutoDock Vina进行分子对接,并用PyMOL和Discovery Studio分析结果。

5

评估JuA对膀胱癌细胞的作用及ATP1A2的介导作用

验证JuA是否通过靶向ATP1A2发挥抗癌作用。

用不同浓度JuA处理T24细胞,检测细胞活力和ATP1A2表达;并用JuA(50 μmol/L)处理后再转染ATP1A2过表达质粒,检测细胞活力和凋亡。

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
杜氏改良Eagle培养基Wuhan Pricella Biotechnology Co., Ltd.PM150210B
酸枣仁皂苷AMedChemExpressHY-N0659
Lipofectamine 3000转染试剂Thermo Fisher Scientific11668500
CCK8溶液----
ROS检测试剂盒Beyotime Biotech Inc.S0033S
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒Beyotime Biotech Inc.C1062L
透射电子显微镜(Talos F200X G2)Thermo Fisher Scientific--
ATP荧光定量检测试剂盒COIBO BIOCB11233-Hu
线粒体膜电位检测试剂盒Beyotime Biotech Inc.C2003S
TRIzol试剂Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.R1100
逆转录试剂盒TaKaRa Biotechnology Co., Ltd.RR037B
SYBR Green荧光定量PCR试剂盒TaKaRa Biotechnology Co., Ltd.RR066B
RIPA裂解液Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.P0013B
BCA蛋白定量试剂盒Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.P0398L
ECL化学发光底物Thermo Fisher ScientificP0018AS
XF DMEM基础培养基Agilent103575-100
线粒体压力测试试剂盒Agilent103015-100
糖酵解速率检测试剂盒Agilent103344-100
AutoDockTools 1.5.6----
PyMOL 2.6.1----
Discovery Studio 2021----
ChemBio3D 14.0----
细胞计数器Thermo Fisher ScientificA49866
酶标仪Thermo Fisher ScientificVLBLATGD2
流式细胞仪Thermo Fisher ScientificA24858
荧光显微镜Thermo Fisher ScientificAMF5000
分光光度计Thermo Fisher Scientific840-317500
化学发光成像仪Thermo Fisher ScientificA44241CFR
Seahorse XFe96分析仪Agilent--

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
数据筛选
GSE133624数据集病例与对照样本比例36:29;DEGs筛选标准|logFC|>1且P<0.05;JuA靶点来源数据库ETCM;TCGA-BLCA生存分析阈值P<0.05
阅读提示:Methods: Data grouping; Differential mRNA expression analysis; Screening of key target genes
细胞培养
正常膀胱上皮细胞系SV-HUC-1和膀胱癌细胞系UMUC3、5637、RT4、T24、J82;培养条件:高糖DMEM+10%FBS+1%青霉素-链霉素,37°C,5%CO2;细胞系购自武汉普诺赛,STR认证
阅读提示:Methods: Cell culture
细胞转染
5637和T24细胞密度1×10^5细胞/孔(6孔板);转染试剂为Lipofectamine 3000;过表达质粒或siRNA转染4小时后更换培养基,继续培养48小时;siRNA序列和质粒信息见表S1
阅读提示:Methods: Cell transfection and grouping
JuA处理
JuA浓度:6.125、12.5、25、50、100 μmol/L;处理时间48小时;溶剂对照未明确
阅读提示:Methods: Cell grouping; Figure 6C-D
功能检测
CCK8检测细胞密度3000细胞/孔,孵育3小时;JC-1染色后37°C孵育30分钟;ROS探针DCFH-DA终浓度4 μmol/L,孵育30分钟;凋亡检测Annexin V-FITC/PI染色15分钟
阅读提示:Methods: CCK8 assay; Flow cytometry; Mitochondrial membrane potential detection
能量代谢检测
OCR和ECAR使用Seahorse XFe96分析仪,使用Mito Stress Test Kit和Glycolysis Rate Assay Kit;检测培养基为XF DMEM Basal Medium
阅读提示:Methods: Measurement of extracellular acidification rate and oxygen consumption rate