抑制AMPK/PFKFB3介导的糖酵解与五氟利多协同抑制胆囊癌生长

Inhibition of AMPK/PFKFB3 mediated glycolysis synergizes with penfluridol to suppress gallbladder cancer growth.

作者信息Jiahao Hu, Jiasheng Cao, Ren'an Jin, Bin Zhang, Win Topatana, Sarun Juengpanich, Shijie Li, Tian'en Chen, Ziyi Lu, Xiujun Cai, Mingyu Chen
PMID35842652
发布时间2022-07-16
DOI10.1186/s12964-022-00882-8

实验完整度

包含细胞功能实验(活力、集落、凋亡、迁移)、Western blot、糖酵解检测、AMPK siRNA/激活剂干预、体内PDX模型及HE/IHC等验证。

主要模型

胆囊癌细胞系(SGC-996、EH-GB1、GBC-SD) 胆囊癌PDX裸鼠模型

重点核对

细胞系来源与培养条件(DMEM/RPMI-1640,10% FBS,37°C,5% CO2) PF处理浓度(2-10 μM)与时间(24/48小时) 2-DG浓度(1-2 mM)和Compound C浓度(10 mg/kg体内,10 μM体外) AMPK敲低(si-AMPK)和激活(A-769662 100 μM) 动物模型分组(对照组、CC、PF、CC+PF,n=5)及给药方式(ig、瘤内注射)

摘要

背景 五氟利多(PF)是一种FDA批准的抗精神病药物,最近被证明具有抗癌活性。然而,PF在胆囊癌(GBC)中的抗癌作用及其潜在机制尚未明确。 方法 通过一系列细胞功能实验,包括细胞活力、集落形成、凋亡检测等,研究了PF对GBC的抗癌效果。通过蛋白质印迹法探索了PF处理后相应的信号通路变化。然后,利用裸鼠体内实验研究并测试PF的抗癌活性。此外,使用葡萄糖消耗和乳酸生成实验检测糖酵解的改变。 结果 在本研究中,我们发现PF显著抑制GBC细胞的增殖和侵袭能力。PF处理后,GBC细胞的葡萄糖消耗和乳酸生成能力显著升高。此外,我们发现抑制糖酵解可以提高PF的抗癌效果。进一步的研究证实,PF处理后AMPK/PFKFB3信号通路的激活介导了糖酵解。我们从机制上证明,抑制AMPK/PFKFB3信号通路介导的糖酵解是提高PF对GBC抗癌效果的潜在协同策略。 结论 通过抑制AMPK,PF对GBC细胞的抗癌作用得到增强。因此,我们的研究为PF作为GBC抗癌药物的再利用提供了新的可能性,AMPK抑制与PF联合可能代表一种新的GBC治疗策略。

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
PF对胆囊癌是否具有抗癌作用,以及其潜在机制是什么?
核心机制
PF处理激活AMPK/PFKFB3信号通路,介导糖酵解增强,是GBC细胞抵抗PF毒性的保护性适应机制。
主要证据
细胞实验显示PF抑制增殖和迁移,诱导凋亡;糖酵解检测显示葡萄糖消耗和乳酸生成增加;AMPK/PFKFB3磷酸化水平升高;AMPK抑制或敲低增强PF的抗癌效果;PDX模型证实CC与PF联合效果优于单药。
研究意义
为PF作为GBC抗癌药物的再利用提供理论依据,AMPK抑制与PF联合可能成为GBC的新治疗策略。

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

体外抗癌效果评估

验证PF对GBC细胞的增殖、凋亡、迁移等影响。

使用不同浓度PF处理三种GBC细胞系,进行CCK-8、集落形成、凋亡、细胞周期、划痕和transwell迁移实验,并用Western blot检测凋亡相关蛋白。

2

糖酵解变化检测

检测PF处理后细胞糖酵解水平的变化。

通过葡萄糖消耗和乳酸生成检测试剂盒评估PF处理后的糖酵解水平。

3

抑制糖酵解与PF协同作用验证

验证抑制糖酵解是否能增强PF的抗癌效果。

使用2-DG(糖酵解抑制剂)联合PF处理,检测细胞活力、集落形成、凋亡和迁移能力。

4

AMPK/PFKFB3通路机制研究

验证PF诱导的糖酵解是否由AMPK/PFKFB3信号通路介导。

使用si-AMPK或A-769662(AMPK激活剂)处理,检测葡萄糖消耗、乳酸生成及AMPK/PFKFB3磷酸化水平。

5

AMPK抑制剂CC联合PF的体外效果

验证AMPK抑制剂CC能否增强PF的抗癌效果。

使用CC联合PF处理,检测细胞活力、集落形成、凋亡、迁移及信号通路蛋白变化。

6

体内PDX模型验证

在体内验证PF联合CC的治疗效果。

建立GBC PDX裸鼠模型,随机分为对照组、CC、PF和联合组,给药后测量肿瘤体积和重量,并进行Western blot和IHC检测。

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
五氟利多MedChemExpress (MCE)--
2-脱氧-D-葡萄糖MedChemExpress (MCE)--
A-769662MedChemExpress (MCE)--
化合物CMedChemExpress (MCE)--
细胞计数试剂盒-8Yeasen--
Annexin V/PI凋亡染色试剂盒MultiSciences70-CCS012
细胞周期染色试剂盒MultiSciences--
si-AMPKRibobio--
葡萄糖比色法检测试剂盒Elabscience--
L-乳酸比色法检测试剂盒Elabscience--
Lipofectamine 3000试剂Invitrogen--
BCA蛋白定量试剂盒Invitrogen--
0.1%结晶紫FUDE BIOLOGICAL--
RIPA裂解液FUDE BIOLOGICAL--
ibidi培养插件ibidi--
Transwell板Corning--
人CA242 ELISA试剂盒Wuhan Fine BiotechEH0398
抗β-肌动蛋白抗体FUDE BIOLOGICALFD0060
山羊抗兔IgG-HRP二抗FUDE BIOLOGICALFD0128
山羊抗小鼠IgG-HRP二抗FUDE BIOLOGICALFD0142
抗Caspase-3抗体HUABIOER30804
抗活化Caspase-3抗体HUABIOET1602-47
抗PARP抗体HUABIOET1608-56
抗剪切PARP抗体HUABIOET1608-10
抗AMPK抗体Abcamab207442
抗PFKFB3抗体Abcamab181861
抗PFKFB3 Ser461磷酸化抗体AbmartTA3581
抗AMPK Thr172磷酸化抗体AbmartTP56027
DMEM培养基----
RPMI-1640培养基----
胎牛血清cellMax--
青霉素----
链霉素----
PVDF膜Sigma-Aldrich--

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:EH-GB1和GBC-SD来自中国科学院细胞库,SGC-996来自新华医院;培养基:DMEM或RPMI-1640,10% FBS,青霉素/链霉素,37°C,5% CO2。
阅读提示:Methods: Cell culture
药物处理
PF浓度(2-10 μM)、2-DG(1-2 mM)、CC(10 μM体外,10 mg/kg体内)、A-769662(100 μM)及处理时间(24/48小时)。
阅读提示:Methods: Reagents and antibodies; Results 相应图注
细胞功能检测
CCK-8接种密度(3×10^3 cells/well)、集落形成(1×10^3 cells/well,14天)、划痕和Transwell迁移(2×10^4 cells/well)、凋亡和周期染色步骤。
阅读提示:Methods: Cell viability assay, Colony formation assay, Wound-healing assay, Transwell migration assay, Detection of cell apoptosis, Detection of cell cycle
糖酵解检测
细胞接种密度(80,000 cells/6孔板),PF处理24小时,收集上清检测葡萄糖和乳酸浓度,并用蛋白浓度标准化。
阅读提示:Methods: Glucose consumption measurement, Lactic acid production measurement
体内实验
PDX模型建立:4周龄雌性裸鼠皮下移植患者肿瘤组织,传代至少5次;分组:对照、CC(10 mg/kg瘤内注射,每周两次)、PF(10 mg/kg灌胃,每日)、联合;第10天开始给药,第15天处死。
阅读提示:Methods: Patient-derived xenograft (PDX) model establishment, In vivo study; Figure 5A