喹硫平对肝细胞癌体内肿瘤进展的抑制作用及机制

The inhibitory effect and mechanism of quetiapine on tumor progression in hepatocellular carcinoma in vivo.

作者信息Chun-Min Su, Song-Shei Lin, Hsiao-Chia Wang, Fei-Ting Hsu, Jing Gung Chung, Li-Cho Hsu
PMID34626444
发布时间2022-01
DOI10.1002/tox.23380

实验完整度

高

包含两种肝癌细胞系(Hep3B、SK-Hep1)异种移植瘤模型的体内实验,并通过生物发光成像、IHC、HE染色等方法验证肿瘤抑制、机制及正常组织毒性,具有多层次验证。

主要模型

Hep3B异种移植瘤裸鼠模型 SK-Hep1异种移植瘤裸鼠模型 Hep3B/luc2生物发光异种移植瘤模型 SK-Hep1/luc2生物发光异种移植瘤模型

重点核对

细胞系:Hep3B和SK-Hep1 动物品系:BALB/cAnN.Cg-Foxn1nu/CrlNarl裸鼠 细胞接种量:1×10^7细胞,皮下注射 治疗分组:对照组(0.1% DMSO+100μl PBS),10 mg/kg喹硫平,20 mg/kg喹硫平 治疗周期:10天

摘要

肝细胞癌(HCC)是肝脏的原发性肿瘤,也是癌症相关死亡的第四大原因。最近,几项研究表明抗精神病药物的抗肿瘤潜力。喹硫平是一种非典型抗精神病药,自1997年以来用于治疗精神分裂症、双相情感障碍和重度抑郁症。然而,喹硫平是否可能表现出抑制HCC进展的潜力及其潜在机制仍不清楚。已有研究表明喹硫平在体外可诱导HCC细胞凋亡并抑制其侵袭能力。在此,我们建立了两种不同的HCC(Hep3B、SK-Hep1)荷瘤动物模型,以评估喹硫平的治疗效果。通过卡尺、生物发光成像、免疫组织化学(IHC)和苏木精-伊红染色分别验证了喹硫平治疗后的肿瘤生长、信号转导和正常组织病理学。喹硫平以剂量依赖性方式抑制HCC进展。细胞外信号调节激酶(ERK)和核因子-κB(NF-κB)介导的下游蛋白,如髓系白血病细胞分化蛋白(MCL-1)、细胞FLICE抑制蛋白(C-FLIP)、X连锁凋亡抑制蛋白(XIAP)、细胞周期蛋白D1、基质金属蛋白酶9(MMP-9)、血管内皮生长因子A(VEGF-A)和吲哚胺2,3-双加氧酶(IDO),这些蛋白参与增殖、存活、血管生成、侵袭和抗肿瘤免疫,均被喹硫平下调。此外,外源性/内源性caspase依赖性和非依赖性通路,包括cleaved caspase-3、-8和-9,均被喹硫平上调。总之,喹硫平引起的肿瘤抑制可能与其使ERK和NF-κB失活有关。

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
验证喹硫平在体内是否具有抑制肝细胞癌进展的作用及其潜在机制。
核心机制
喹硫平通过失活ERK/NF-κB信号通路,下调下游抗凋亡、增殖、转移相关蛋白(如MCL-1、C-FLIP、XIAP、Cyclin-D1、MMP-9、VEGF),同时激活外源性/内源性caspase依赖性凋亡(cleaved caspase-3, -8, -9)及caspase非依赖性凋亡(EndoG),并抑制免疫抑制蛋白IDO。
主要证据
在Hep3B和SK-Hep1异种移植瘤模型中,喹硫平(10和20 mg/kg)显著抑制肿瘤生长和生物发光信号;免疫组化显示p-ERK/p-NF-κB及下游蛋白表达降低,cleaved caspase-3/8/9和EndoG表达升高,IDO降低。
研究意义
研究表明喹硫平可能作为辅助药物为HCC患者提供治疗获益,并可能通过诱导PD-L1表达增强派姆单抗的肿瘤反应,但需进一步临床试验验证。

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

建立异种移植瘤模型

模拟HCC体内生长环境,评估喹硫平的治疗效果。

将Hep3B和SK-Hep1细胞(1×10^7)皮下注射至裸鼠左侧腹,肿瘤生长14天至100-120 mm³。

2

喹硫平治疗与分组

比较不同剂量喹硫平对肿瘤进展的影响。

肿瘤达100-120 mm³后,随机分为对照组、10 mg/kg喹硫平组和20 mg/kg喹硫平组,每天给药,连续10天。

3

肿瘤进展监测

评估喹硫平对肿瘤生长的影响。

每2天记录肿瘤大小和体重,使用卡尺测量,计算肿瘤体积和生长速率;第10天处死动物,取出肿瘤拍照。

4

生物发光成像

检测肿瘤内活细胞信号,反映肿瘤活力。

建立稳定表达荧光素酶的Hep3B/luc2和SK-Hep1/luc2细胞,荷瘤后腹腔注射D-luciferin,使用IVIS成像系统采集生物发光信号。

5

组织病理学与免疫组化分析

验证喹硫平对肿瘤组织蛋白表达的影响及对正常组织的毒性。

对肿瘤和正常组织(肝、脾、肾)进行固定、包埋、切片,进行H&E和IHC染色,使用显微镜观察和ImageJ定量。

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
二甲基亚砜Sigma Chemical Co.--
杜氏改良Eagle培养基Hyclone (GE Healthcare Life Sciences)--
胎牛血清Gibco (Life Technologies)--
青霉素-链霉素Gibco (Life Technologies)--
pGL4.50 (luc2/CMV) 载体----
潮霉素----
异氟烷----
D-荧光素----
Xenogen IVIS成像系统200系列Xenogen--
10%中性缓冲福尔马林----
显微镜Nikon ECLIPSE Ti-UNikon--
抗PD-L1抗体Abcam--
抗IDO抗体Sino Biological--
抗MMP-9抗体EMD Millipore--
抗VEGF抗体EMD Millipore--
抗磷酸化ERK抗体EMD Millipore--
抗XIAP抗体Thermo Fisher Scientific--
抗CyclinD1抗体Thermo Fisher Scientific--
抗MCL-1抗体BioVision--
抗NF-κB p65 (Ser536)抗体Cell Signaling Technology--
抗cleaved caspase-3抗体Cell Signaling Technology--
抗cleaved caspase-8抗体Cell Signaling Technology--
抗cleaved caspase-9抗体Cell Signaling Technology--
抗C-FLIP抗体Cell Signaling Technology--
抗ERK1/2(Thr202/Tyr204)抗体Elabscience Biotechnology Inc.--
抗β-actin抗体Santa Cruz--
抗EndoG抗体----
抗PD-L1抗体Abcam--
抗IDO抗体Sino Biological--
抗MMP-9抗体EMD Millipore--
抗VEGF抗体EMD Millipore--
抗磷酸化ERK抗体EMD Millipore--
抗XIAP抗体Thermo Fisher Scientific--
抗CyclinD1抗体Thermo Fisher Scientific--
抗MCL-1抗体BioVision--
抗NF-κB p65 (Ser536)抗体Cell Signaling Technology--
抗cleaved caspase-3抗体Cell Signaling Technology--
抗cleaved caspase-8抗体Cell Signaling Technology--
抗cleaved caspase-9抗体Cell Signaling Technology--
抗C-FLIP抗体Cell Signaling Technology--
抗ERK1/2(Thr202/Tyr204)抗体Elabscience Biotechnology Inc.--
抗β-actin抗体Santa Cruz--
抗EndoG抗体----

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
细胞系:Hep3B和SK-Hep1;细胞接种量:1×10^7;动物品系:BALB/cAnN.Cg-Foxn1nu/CrlNarl裸鼠;接种部位:左腹;肿瘤起始体积:100-120 mm³。
阅读提示:Methods 2.4
治疗分组与给药
分组:对照组(0.1% DMSO+100μl PBS)、10 mg/kg喹硫平(100μl PBS)、20 mg/kg喹硫平(100μl PBS);治疗周期:10天;给药方式:文中未明确说明,但药物溶于PBS,可能为口服或注射。
阅读提示:Methods 2.4
肿瘤监测
测量频率:每2天;肿瘤体积公式:长×宽^2×0.523;肿瘤生长速率公式:TGR=(VDay10-VDay0)/(10天/2天)。
阅读提示:Methods 2.4
生物发光成像
D-luciferin剂量:150 mg/kg;注射后等待时间:15分钟;成像系统:Xenogen IVIS 200系列;采集时间:10秒;每组样本量:3只。
阅读提示:Methods 2.5
组织病理与免疫组化
组织处理:10%中性缓冲福尔马林固定,石蜡包埋,切片;IHC染色流程参考Tsai et al.;定量:ImageJ,每组至少5个视野。
阅读提示:Methods 2.6和2.7