从赶黄草中提取的总黄酮通过JAK2/STAT3通路抑制肝癌细胞的氧化应激和炎症

Total flavonoids extracted from Penthorum chinense Pursh inhibits oxidative stress and inflammation in liver cancer cells through the JAK2/STAT3 pathway.

作者信息Xiaoyan Li, Xiaoqiang Zhang, Junchao Xue
PMID41674990
发布时间2026-01-31
DOI10.21037/tcr-2025-1525

实验完整度

包含体内裸鼠皮下移植瘤模型和体外LPS诱导的细胞炎症模型两个独立证据层级,并进行了功能验证(增殖、凋亡)和机制验证(JAK2/STAT3通路及其下游蛋白)。

主要模型

人肝癌细胞系SMMC-7721 BALB/c裸鼠皮下移植瘤模型 LPS诱导的SMMC-7721细胞炎症模型

重点核对

PCPTF给药剂量(100和500 mg/kg/天)及给药方式(口服) LPS诱导浓度(1 mg/L)及处理时间(24小时) JAK2激动剂CA1浓度(10 μM)及预处理时间(30分钟) 细胞分组:对照组、LPS组、LPS+PCPTF组、LPS+PCPTF+CA1组 每组动物数量(6只)

摘要

背景:黄酮类化合物是赶黄草(PCP)的主要生物活性成分,具有抗炎和抗氧化作用。先前的研究发现,PCP对肝癌的药理作用可能与其在体内抑制氧化应激和炎症反应有关。基于PCP总黄酮(PCPTF)的保肝作用,本研究旨在探讨PCPTF改善肝癌的潜在机制。方法:建立肝癌皮下移植瘤裸鼠模型。经PCPTF治疗后,检测肿瘤组织的病理变化、肿瘤细胞增殖和凋亡、血清炎症因子和氧化应激水平,以及Janus激酶2(JAK2)和信号转导与转录激活因子3(STAT3)蛋白的水平。采用脂多糖(LPS)构建肝癌细胞体外炎症模型。在细胞中给予PCPTF和JAK2激动剂香豆霉素A1(CA1)处理后,评估蛋白水平、细胞增殖、炎症和氧化应激,以探讨PCPTF改善肝癌的机制。结果:在肝癌小鼠中,PCPTF治疗抑制肿瘤生长,改善病理变化,下调白细胞介素-1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)、丙二醛(MDA)、活性氧(ROS),上调超氧化物歧化酶(SOD),并抑制JAK2和STAT3磷酸化。在肝癌细胞中,PCPTF阻断JAK2/STAT3通路、增殖和炎症因子的释放,调节氧化应激,并促进凋亡。然而,CA1逆转了PCPTF对肝癌细胞的作用。结论:PCPTF通过调节JAK2/STAT3信号通路,改善氧化应激和炎症反应,从而抑制肝癌的进展。关键词:肝癌,赶黄草总黄酮(PCPTF),氧化应激,炎症

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
PCPTF是否通过调节JAK2/STAT3通路抑制肝癌的氧化应激和炎症反应,从而改善肝癌?
核心机制
PCPTF通过抑制JAK2和STAT3的磷酸化,阻断JAK2/STAT3信号通路,从而抑制下游靶基因(如cyclin D1、VEGFA、Bcl-2)的表达,并上调Bax,进而减轻炎症和氧化应激,促进细胞凋亡,抑制肝癌进展。
主要证据
在裸鼠皮下移植瘤模型中,PCPTF治疗抑制肿瘤生长,降低血清炎症因子(IL-1β、TNF-α、IL-6)和氧化应激标志物(MDA、ROS),升高SOD,并降低p-JAK2/JAK2和p-STAT3/STAT3比值;在LPS诱导的SMMC-7721细胞中,PCPTF抑制JAK2/STAT3通路、降低炎症因子和氧化应激水平、抑制克隆形成并促进凋亡,而JAK2激动剂CA1逆转了这些效应。
研究意义
本研究揭示了PCPTF作为肝癌潜在治疗药物的新机制,为临床转化提供了理论基础,并支持进一步研究其作为靶向治疗的潜力。

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

建立肝癌皮下移植瘤模型及PCPTF给药

在体内评估PCPTF对肝癌肿瘤生长的影响。

将SMMC-7721细胞接种于裸鼠皮下,建立移植瘤模型,随后分为模型组、PCPTF低剂量组和高剂量组,口服给予PCPTF或生理盐水,持续4周。

2

评估肿瘤病理变化、增殖和凋亡

检测PCPTF对肿瘤组织病理学、细胞增殖和凋亡的影响。

通过HE染色观察病理变化,免疫组化检测Ki67表达,TUNEL染色检测细胞凋亡。

3

检测血清炎症因子和氧化应激水平

测定PCPTF对系统性炎症和氧化应激的影响。

收集小鼠血清,用ELISA检测IL-1β、TNF-α和IL-6水平,用试剂盒检测SOD、MDA和ROS水平。

4

检测肿瘤组织中JAK2/STAT3通路蛋白表达

验证PCPTF对JAK2/STAT3通路的影响。

提取肿瘤组织蛋白,通过Western blot检测p-JAK2、JAK2、p-STAT3和STAT3的表达。

5

建立LPS诱导的细胞炎症模型并进行药物处理

在体外验证PCPTF对JAK2/STAT3通路及细胞功能的影响,并确认其特异性。

用LPS刺激SMMC-7721细胞建立炎症模型,然后加入PCPTF和/或JAK2激动剂CA1,培养24小时后收集细胞和上清。

6

检测细胞增殖、炎症、氧化应激和凋亡相关蛋白

评估PCPTF对LPS刺激的肝癌细胞的功能影响及通路下游蛋白的表达。

通过克隆形成实验检测细胞增殖,ELISA检测炎症因子,试剂盒检测SOD/MDA/ROS,Western blot检测JAK2/STAT3通路蛋白、cyclin D1、VEGFA、Bcl-2和Bax。

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培养基PricellaPM150312A
胎牛血清Thermo FisherA5256701
磷酸盐缓冲液BeyotimeST477
胰酶BeyotimeC0201
生理盐水BeyotimeST341
脂多糖BeyotimeST1470
香豆霉素A1MCEHY-N7452
乙醇Nanjing ReagentC06915101
二甲苯Nanjing ReagentC04305302
HE染色液BeyotimeC0105S
Ki-67抗体Abcamab15580
山羊抗兔IgG H&LAbcamab6702
中性树胶SolarbioG8590
蛋白酶K溶液BeyotimeST532
TUNEL凋亡检测试剂盒BeyotimeC1086
DAPIBeyotimeC1005
TNF-α ELISA试剂盒Thermo FisherBMS607-3TEN
IL-1β ELISA试剂盒Thermo FisherBMS6002-2
IL-6 ELISA试剂盒Thermo FisherBMS603-2
SOD试剂盒SolarbioBC0175
MDA试剂盒BeyotimeS0131S
OxiSelect体外活性氧/活性氮检测试剂盒Cell BiolabsSTA-347
RIPA裂解液SolarbioR0010
BCA蛋白定量试剂盒Sigma-AldrichBCA1
SDS-PAGE凝胶配制试剂盒BeyotimeP0012A
PVDF膜SolarbioYA1700
β-actin抗体CST4967
p-JAK2抗体CST4406
JAK2抗体CST3230
p-STAT3抗体CST52075
STAT3抗体CST12640
Cyclin D1抗体CST55506
VEGFA抗体Abcamab46154
Bcl-2抗体CST3498
Bax抗体Abcamab32503
二抗Abcamab6721
甲醇Nanjing ReagentC06901102
吉姆萨染液BeyotimeC0133
SMMC-7721细胞系Shanghai Anwei Biotechnology Co., Ltd.AW-CELLS-H0339
赶黄草总黄酮Chenguang Biotechnology Group Co., Ltd.--
显微镜(THUNDER Imager Tissue)Leica--
荧光显微镜(Ni-U)Nikon Corporation--
酶标仪(Varioskan LUX)Thermo Fisher--
细胞培养箱(Forma Steri-Cult)Thermo Fisher--
相机(Nikon D90)Nikon Corporation--

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
动物模型建立
SMMC-7721细胞接种数量(2.5×10^4 cells/μL,200 μL)、裸鼠品系(BALB/c雌性)、周龄(4-6周)、体重(18-22 g)、饲养环境(湿度40-60%,温度26-28℃)
阅读提示:Methods中的“Animal modeling and experiments”
PCPTF给药
给药剂量(100和500 mg/kg/day)、给药方式(口服)、给药时长(4周)
阅读提示:Methods中的“Animal modeling and experiments”
细胞炎症模型建立
LPS浓度(1 mg/L)、处理时间(24小时)、细胞密度(2×10^5 cells/mL)
阅读提示:Methods中的“Cell modeling and experimental grouping”
PCPTF和CA1处理
PCPTF浓度(60 μg/mL)、CA1浓度(10 μM)、CA1预处理时间(30分钟)
阅读提示:Methods中的“Cell modeling and experimental grouping”
体内实验分组
每组小鼠数量(6只)、分组(Model, PCPTF-L, PCPTF-H)
阅读提示:Methods中的“Animal modeling and experiments”
Western blot
抗体稀释比(1:1,000)、内参(β-actin)、蛋白上样量(文中未明确说明)、封闭条件(5%脱脂牛奶,室温1.5小时)
阅读提示:Methods中的“Western blot”