新型吡唑嘧啶衍生物MBP346通过ROS介导的线粒体损伤诱导人头部和颈部鳞状细胞癌细胞死亡

A Novel Pyrazole Pyrimidine Derivative MBP346 Induces Cell Death via ROS-Mediated Mitochondrial Damage in Human Head and Neck Squamous Cell Carcinoma.

作者信息Chunsheng Hu, Pengcheng Xu, Juan Hu, Bo Fang, Jiangping Meng, Yan Tang
PMID41752465
期刊Molecules
发布时间2026-02-17
DOI10.3390/molecules31040688

实验完整度

包含体外细胞模型(Cal33、Scc15、NOK)的增殖、凋亡、细胞周期检测,以及ROS和线粒体膜电位检测,并进行NAC救援实验验证机制。

主要模型

人舌鳞状细胞癌细胞系Cal33 人舌鳞状细胞癌细胞系Scc15 正常口腔角质细胞NOK

重点核对

MBP346处理浓度及IC50(Cal33: 1.56±0.13 μmol·L−1; Scc15: 4.41±0.28 μmol·L−1) MTT实验处理时间为48小时 细胞周期检测处理浓度0,1,5 μmol·L−1,处理24小时 凋亡检测处理浓度0,1,5 μmol·L−1,处理48小时 NAC救援实验使用NAC预处理

摘要

背景:头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)约占头颈部癌症病例的95%,是全球第六大常见恶性肿瘤。为了改善HNSCC患者的预后,已实施了多种治疗策略,如手术、放疗和化疗。然而,HNSCC患者的总体生存率仍然很低。MBP346是一种新型吡唑嘧啶化合物,对HNSCC细胞具有细胞毒性。因此,本研究旨在探讨其对HNSCC的作用并探索其可能的分子机制。方法:通过甲基噻唑基二苯基四唑溴化物(MTT)法测定经MBP346处理的HNSCC(Cal33和Scc15)细胞和正常NOK细胞的细胞活力。使用集落形成实验和EdU实验检测细胞增殖。通过流式细胞术分析细胞周期和凋亡。Western blot用于检测细胞周期相关和细胞凋亡相关蛋白。免疫荧光实验分析MBP346对活性氧(ROS)和线粒体膜电位(MMP)的影响。结果:MBP346显著抑制Cal33和Scc15细胞的增殖,半数抑制浓度分别为1.56 ± 0.13 μmol·L−1和4.41 ± 0.28 μmol·L−1。经MBP346处理的Cal33和Scc15细胞中,细胞周期相关蛋白CyclinD1、CyclinA2和CDK2下调,P21上调,从而将细胞周期阻滞在S期。MBP346通过诱导ROS产生诱导Cal33和Scc15细胞凋亡。此外,升高的ROS降低MMP以加速凋亡。ROS抑制剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)抑制了MBP346诱导的细胞凋亡。结论:MBP346通过诱导细胞死亡可能作为HNSCC的治疗剂。它通过细胞周期阻滞停止细胞增殖,并通过增加的ROS导致的线粒体功能障碍增强凋亡。

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
新型吡唑嘧啶衍生物MBP346对HNSCC细胞的作用及其分子机制是什么?
核心机制
MBP346通过诱导ROS产生,导致线粒体膜电位降低,激活线粒体凋亡通路,同时引起细胞周期S期阻滞,从而抑制细胞增殖并诱导凋亡。
主要证据
MTT、集落形成和EdU实验证明MBP346抑制Cal33和Scc15细胞增殖;流式细胞术显示细胞周期阻滞在S期并诱导凋亡;Western blot显示细胞周期蛋白和凋亡相关蛋白变化;DCFH-DA和JC-1染色显示ROS升高和MMP降低;NAC预处理逆转了ROS和凋亡效应。
研究意义
MBP346可能作为HNSCC的治疗药物,通过诱导ROS介导的细胞死亡发挥作用。

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

细胞增殖抑制实验

评估MBP346对HNSCC细胞活力的影响

使用MTT法检测Cal33、Scc15和NOK细胞经MBP346处理48小时后的细胞活力;集落形成实验和EdU实验检测细胞增殖能力。

2

细胞周期分析

探究MBP346对细胞周期分布的影响

流式细胞术分析经MBP346处理后的细胞周期分布,Western blot检测细胞周期相关蛋白表达。

3

细胞凋亡检测

检测MBP346是否诱导细胞凋亡及凋亡相关蛋白变化

Annexin V-FITC/PI染色结合流式细胞术检测凋亡率,Western blot检测凋亡相关蛋白(PARP, Caspase-3, Caspase-8, Bax, Bcl-2, MCL-1)。

4

ROS和线粒体膜电位检测

评估MBP346对ROS产生和线粒体膜电位的影响

使用DCFH-DA探针检测ROS水平,JC-1染色检测线粒体膜电位。

5

NAC救援实验

验证ROS在MBP346诱导凋亡中的因果作用

使用ROS清除剂NAC预处理细胞后,检测凋亡率、ROS水平和线粒体膜电位的变化。

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。

验证细胞周期和凋亡
检测ROS和线粒体膜电位

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基ProcellPM150210
胎牛血清NatocorNTC-HK022
青霉素-链霉素BeyotimeC0222
CO2培养箱ThermoModel 3111
MTT试剂BeyotimeST1537
二甲基亚砜----
多功能微孔板读数仪BioTekCytation 5
结晶紫----
EdUAbbkineKTA2031
荧光显微镜OLYMPUSIX73
细胞周期检测试剂盒DOJINDOC548
流式细胞仪BD BiosciencesAccuri C6
Annexin V-FITC/PI试剂盒BeyotimeC1062
DCFH-DA探针----
Hoechst 33342----
JC-1染色液----
RIPA裂解液----
PVDF膜----
Cyclin D1抗体CST55506
Cyclin A2抗体Zen BIOR24022
CDK2抗体Proteintech10122-1-AP
P21抗体CST2947
PARP抗体CST9532
Cleaved-Caspase 3抗体CST9664
Cleaved-Caspase 8抗体CST9496
MCL1抗体Zen BIO220062
Bcl2抗体Proteintech12789-1-AP
Bax抗体CST2774
α-Tubulin抗体CST3873
IRDye二抗----
Odyssey CLx成像系统LI-COR--
MBP346----
N-乙酰半胱氨酸----

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(Cal33, Scc15, NOK)
阅读提示:Materials and Methods, 3.1 Cell Culture
MTT实验
MBP346浓度梯度、处理时间48小时、细胞接种密度5×10^3细胞/孔
阅读提示:Materials and Methods, 3.2 MTT Assay
集落形成实验
细胞接种密度1000细胞/孔、MBP346浓度(0,1,2.5,5 μmol·L−1)、处理时间14天
阅读提示:Materials and Methods, 3.3 Clone Formation Assay
EdU实验
MBP346浓度(0,1,2.5,5 μmol·L−1)、处理时间24小时、EdU浓度10 μmol·L−1、孵育2小时
阅读提示:Materials and Methods, 3.4 Edu Staining Assay
细胞周期分析
MBP346浓度(0,1,5 μmol·L−1)、处理时间24小时、细胞数5×10^5
阅读提示:Materials and Methods, 3.5 Cell Cycle and Apoptosis Assay
凋亡分析
MBP346浓度(0,1,5 μmol·L−1)、处理时间48小时、细胞数5×10^5
阅读提示:Materials and Methods, 3.5 Cell Cycle and Apoptosis Assay
ROS检测
MBP346浓度(0,1,2.5,5 μmol·L−1)、处理时间24小时、细胞数5×10^4
阅读提示:Materials and Methods, 3.6 Reactive Oxygen Species Assay
线粒体膜电位检测
MBP346浓度(0,1,2.5,5 μmol·L−1)、处理时间24小时、细胞数2×10^5
阅读提示:Materials and Methods, 3.7 Mitochondrial Membrane Potential Assay
Western blot
MBP346浓度(未明确具体浓度)、处理时间24小时、蛋白上样量20 μg
阅读提示:Materials and Methods, 3.8 Western Blot
NAC救援实验
NAC预处理浓度和处理时间(文中未明确说明)、MBP346浓度(推测为5 μmol·L−1)
阅读提示:Results, 2.5 The ROS Scavenger NAC Attenuated MBP346-Induced Effects; Figure 6 legend