水牛奶乳清在结直肠癌异种移植模型中激活坏死性凋亡和凋亡

Buffalo Milk Whey Activates Necroptosis and Apoptosis in a Xenograft Model of Colorectal Cancer.

作者信息Nunzio Antonio Cacciola, Angela Salzano, Nunzia D'Onofrio, Tommaso Venneri, Paola De Cicco, Francesco Vinale, Orsolina Petillo, Manuela Martano, Paola Maiolino, Gianluca Neglia, Ciro Campanile, Lorella Severino, Carmine Merola, Francesca Borrelli, Maria Luisa Balestrieri, Giuseppe Campanile
PMID35955595
发布时间2022-07-30
DOI10.3390/ijms23158464

实验完整度

包含体内异种移植模型、组织学、Western blot、qRT-PCR、免疫荧光等验证,但缺乏体外细胞实验和更深入机制干预实验,整体实验完整度中等。

主要模型

HCT116细胞皮下移植的BALB/c裸鼠结直肠癌异种移植模型 去乳糖水牛乳清(DMW)处理的肿瘤组织

重点核对

HCT116细胞接种量:2.5×10^6个细胞/200 μL PBS DMW给药剂量:0.2 mL/只/天,口服灌胃 治疗时间:11天 肿瘤体积测量公式:π/6 × 长 × 宽^2 实验终点:给药开始后第11天处死动物并取材

摘要

最近关于乳清(乳制品工业的副产品)的药理学研究已经确定了可以在现代医学中利用的几种治疗特性。在本研究中,我们调查了来自地中海水牛(Bubalus bubalis)牛奶的乳清的抗癌作用。使用结直肠癌(CRC)的HCT116异种移植小鼠模型评估了去乳糖乳清(DMW)的抗肿瘤效果。治疗组和未治疗组之间的肿瘤生长没有明显差异。然而,与媒介物处理的小鼠相比,异种移植组织的苏木精和伊红染色在DMW处理的小鼠中显示出更明显的不同细胞死亡迹象。详细的生化和分子生物学分析表明,DMW能够下调c-myc、磷酸化组蛋白H3(ser 10)和p-ERK的蛋白表达水平。此外,DMW还激活了异种移植小鼠肿瘤组织中的RIPK1、RIPK3和MLKL轴,从而提示坏死性凋亡效应。坏死性凋亡途径伴随着凋亡途径的激活,如cleaved caspase-3和PARP-1的表达增加所示。在分子水平上,DMW诱导的细胞死亡也与(i)SIRT3、SIRT6和PPAR-γ的上调以及(ii)LDHA和PPAR-α的下调有关。总的来说,我们的结果揭示了乳清作为食物来源的生物分子在治疗CRC的新策略临床环境中的潜力。

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
去乳糖水牛乳清(DMW)在结直肠癌异种移植模型中是否具有抗肿瘤作用及其分子机制是什么?
核心机制
DMW通过下调增殖标志物(c-myc、p-Histone H3、p-ERK)抑制增殖,并激活RIPK1/RIPK3/MLKL介导的坏死性凋亡和caspase-3/PARP介导的凋亡;同时上调SIRT3、SIRT6、PPAR-γ,下调LDHA和PPAR-α,影响代谢途径。
主要证据
在HCT116异种移植模型中,DMW处理组肿瘤坏死面积更大,Western blot显示坏死性凋亡和凋亡标志物增加,qRT-PCR和免疫荧光验证MLKL、PARP、caspase-3表达上调,且SIRT3/SIRT6活性增加,LDHA和PPAR-α下调。
研究意义
该研究揭示了乳清作为食物来源的生物分子在CRC治疗策略中的潜力,并可能为包括宠物在内的CRC治疗提供营养策略。

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

建立结直肠癌异种移植模型

评估DMW在体内对结直肠癌肿瘤生长的影响。

将HCT116细胞皮下注射到BALB/c裸鼠背部,待肿瘤长至150–250 mm3后随机分组,每日给予DMW或媒介物处理,11天后处死取材。

2

组织学分析

观察DMW处理后肿瘤组织的形态学变化和细胞死亡特征。

对肿瘤组织进行H-E染色,评估细胞增殖和坏死面积。

3

检测增殖标志物

确定DMW是否抑制肿瘤细胞增殖。

通过Western blot检测c-myc、p-Histone H3和p-ERK的蛋白表达水平。

4

评估炎症反应和坏死性凋亡

探究DMW是否诱导炎症和坏死性凋亡。

使用ELISA检测TNF-α和IFN-γ水平,通过Western blot、免疫荧光和qRT-PCR检测RIPK1、RIPK3、MLKL的表达,并检测MDA含量和NF-κB表达。

5

评估凋亡

确定DMW是否诱导凋亡。

通过免疫荧光、qRT-PCR和Western blot检测PARP和caspase-3的表达及cleaved形式。

6

检测SIRT3和SIRT6的表达与活性

验证DMW对去乙酰化酶SIRT3和SIRT6的影响。

通过免疫荧光和Western blot检测SIRT3和SIRT6蛋白表达,并使用商业试剂盒测定酶活性。

7

检测代谢相关蛋白

验证DMW对糖酵解和脂质代谢相关蛋白的影响。

通过Western blot检测LDHA, PPAR-α, PPAR-γ的表达,并测定丙酮酸含量。

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
Agilent 1260 Infinity系列高效液相色谱仪Agilent Technologies--
四极杆飞行时间质谱仪Agilent Technologies--
抗SIRT3抗体InvitrogenPA5-86035
抗SIRT6抗体Abcamab191385
抗PPAR-α抗体Elabscience Biotechnology Inc.E-AB-32646
抗PPAR-γ抗体Biorbytorb69095
抗LDHA抗体ThermoFisher ScientificPA5-27406
抗MLKL抗体Abcamab196436
抗RIPK1/RIP1抗体Sigma-AldrichSAB3500420
抗RIPK3/RIP3抗体Novus BiologicalsNBP1-77299
抗NF-κB抗体Cell Signaling TechnologyC22B4
抗cleaved PARP抗体Cell Signaling Technology5625
抗cleaved caspase-3抗体Cell Signaling Technology9664
抗磷酸化p44/42 MAPK Erk1/2 (Thr202/Tyr204)抗体Cell Signaling Technology4370
抗p44/42 MAPK Erk1/2抗体Cell Signaling Technology4695S
抗磷酸化组蛋白H3 (Ser10)抗体Cell Signaling Technology9701
抗c-Myc抗体Cell Signaling Technology18583
抗α-微管蛋白抗体Elabscience Biotechnology Inc.E-AB-20036
抗肌动蛋白抗体Abcamab179467
抗GAPDH抗体Abcamab9485
HRP偶联二抗ImmunoReagents Inc.NC
Excellent化学发光底物试剂盒Elabscience Biotechnology Inc.E-IR-R301
抗caspase-3抗体Biorbytorb10237
抗PARP抗体Abcamab194586
Alexa Fluor 633标记二抗----
鬼笔环肽488Abcamab17675
DAPI----
Vector TrueVIEW自发荧光淬灭试剂盒Vector LaboratoriesVEC-SP-8500
Vectashield封片剂Vector LaboratoriesH-1700
Zeiss LSM 700共聚焦显微镜Zeiss--
脂质过氧化比色检测试剂盒Abcamab233471
Amicon Ultra-0.5 mL离心过滤器Merck Millipore--
SIRT3荧光活性检测试剂盒Abcamab156067
SIRT6荧光活性检测试剂盒Abcamab156068
Infinite 2000多功能酶标仪Tecan--
小鼠IFN-γ ELISA试剂盒Abcamab100690
小鼠TNF-α ELISA试剂盒MyBioSourceMBS825075
Trizol试剂Invitrogen--
NanoDrop 2000分光光度计Thermo Scientific--
QuantiTect逆转录试剂盒Qiagen--
QuantiFast SYBR Green PCR试剂盒Qiagen--
Bio-Rad CFX实时定量PCR仪Bio-Rad--
引物(Eurofins Genomics合成)Eurofins Genomics--
GraphPad Prism 9软件GraphPad Software--

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
异种移植模型建立
HCT116细胞接种数量、小鼠品系和性别、肿瘤体积测量方法
阅读提示:Materials and Methods: 4.4 Xenograft Model
DMW给药
DMW剂量(0.2 mL/只/天)、给药方式(口服灌胃)、治疗持续时间(11天)
阅读提示:Materials and Methods: 4.4 Xenograft Model
组织学评估
坏死评分标准(评分1/2/3对应的肿瘤面积百分比)
阅读提示:Materials and Methods: 4.5 Histological Examination
Western blot
抗体稀释比例、蛋白上样量(20-50 µg)、内参(α-tubulin, actin, GAPDH)
阅读提示:Materials and Methods: 4.12 Immunoblotting Analysis
ELISA检测
ELISA试剂盒、样本处理步骤、波长(450 nm)
阅读提示:Materials and Methods: 4.14 Assessment of Cytokine Content