党参炔苷通过下调ASCT2抑制胃癌细胞增殖并诱导细胞凋亡

Lobetyolin inhibits cell proliferation and induces cell apoptosis by downregulating ASCT2 in gastric cancer.

作者信息Lin Cheng, Haoqing Zhai, Juan Du, Gang Zhang, Gan Shi
PMID37655270
发布时间2023-10
DOI10.1007/s10616-023-00588-w

实验完整度

包含体外细胞实验(MTT、凋亡、ROS、Western blot)、体内异种移植瘤模型及免疫组化,并进行机制验证(ASCT2抑制剂GPNA、AKT/GSK3β/c-Myc通路)。

主要模型

MKN-45人胃癌细胞系 MKN-28人胃癌细胞系 MKN-45细胞皮下异种移植瘤模型

重点核对

胃癌细胞系(MKN-45、MKN-28)及其来源 党参炔苷处理浓度(0、10、20、40 μM)和处理时间(24小时) ASCT2抑制剂GPNA(500 μM)的处理 体内异种移植模型(BALB/c裸鼠,MKN-45细胞5×10^6,给药剂量10 mg/kg) Western blot检测的抗体及稀释比例

摘要

胃癌(GC)是一种异质性疾病,是全球第五大常见癌症。党参炔苷(Lobetyolin)是从党参(Codonopsis pilosula (Franch.) Nannf.)中提取的一种生物活性成分,已有报道称其在多种癌症类型中发挥抗肿瘤作用。本研究旨在探讨党参炔苷在胃癌中的作用及相关机制。MKN-45和MKN-28细胞与不同浓度的党参炔苷孵育24小时。通过MTT法评估胃癌细胞的活力和存活率。通过相应的试剂盒测量谷氨酰胺摄取、三磷酸腺苷、活性氧(ROS)和谷胱甘肽水平。通过流式细胞术测定胃癌细胞的凋亡和线粒体膜电位。通过Western blotting检测丙氨酸、丝氨酸、半胱氨酸优先转运蛋白2(ASCT2)和AKT/GSK3β/c-Myc通路蛋白水平。使用异种移植模型和免疫组织化学染色评估党参炔苷在小鼠体内的药理学作用。我们发现,党参炔苷处理以浓度依赖性方式抑制MKN-45和MKN-28细胞的增殖能力。党参炔苷减少了谷氨酰胺的摄取,并下调了胃癌细胞和异种移植肿瘤中ASCT2的表达水平。党参炔苷在体内有效抑制了肿瘤的生长。此外,党参炔苷通过下调ASCT2表达诱导ROS积累,从而减弱线粒体介导的细胞凋亡。党参炔苷在MKN-45和MKN-28细胞中促进了c-Myc的磷酸化,并抑制了GSK3β和AKT的磷酸化。党参炔苷处理后,总Nrf2蛋白水平降低。总的来说,党参炔苷通过下调胃癌中的ASCT2,抑制细胞增殖并诱导细胞凋亡,从而发挥抗癌作用。

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
党参炔苷是否通过抑制谷氨酰胺代谢(ASCT2)来抑制胃癌细胞增殖并诱导凋亡,其潜在机制是什么?
核心机制
党参炔苷下调ASCT2表达,抑制谷氨酰胺摄取,导致GSH减少和ROS积累,通过线粒体途径诱导细胞凋亡;同时调节AKT/GSK3β/c-Myc信号通路(抑制AKT和GSK3β磷酸化,促进c-Myc磷酸化)
主要证据
体外实验显示党参炔苷抑制MKN-45和MKN-28细胞增殖,降低谷氨酰胺摄取和ATP水平,减少ASCT2表达,增加ROS和凋亡率;体内异种移植瘤模型中,党参炔苷(10 mg/kg)抑制肿瘤生长并降低肿瘤组织中ASCT2和Ki67表达
研究意义
该研究为党参炔苷在胃癌治疗中的应用提供了可能性。

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

体外细胞增殖与毒性检测

验证党参炔苷对胃癌细胞增殖的影响及其对正常胃上皮细胞的安全性。

使用MTT法检测MKN-45和MKN-28细胞在党参炔苷处理下的存活率,并通过细胞计数评估细胞增殖;同时检测党参炔苷对GES-1和RGM-1正常胃细胞的毒性。

2

谷氨酰胺代谢检测

评估党参炔苷对谷氨酰胺摄取和ATP生成的影响,并检测ASCT2表达。

使用相应试剂盒检测谷氨酰胺摄取和细胞内ATP,通过RT-qPCR和Western blot检测ASCT2的mRNA和蛋白表达。

3

体内异种移植瘤模型

在体内验证党参炔苷对胃癌肿瘤生长的抑制作用及对ASCT2表达的影响。

建立MKN-45皮下异种移植瘤模型,给予党参炔苷处理,测量肿瘤体积和重量,通过免疫组化检测Ki67和ASCT2表达。

4

氧化应激与凋亡检测

评估党参炔苷对胃癌细胞氧化应激和线粒体途径凋亡的影响。

检测GSH和ROS水平,通过Annexin V/PI双染流式检测凋亡,Western blot检测凋亡相关蛋白(Bax、Bcl-2、Cleaved caspase-3/9),JC-1染色检测线粒体膜电位。

5

机制验证(ASCT2抑制)

验证党参炔苷的抗癌作用是否通过抑制ASCT2介导。

使用ASCT2抑制剂GPNA处理细胞,比较单用或联用党参炔苷的ROS水平、凋亡率和细胞存活率。

6

信号通路检测

探讨党参炔苷对AKT/GSK3β/c-Myc信号通路的影响。

通过Western blot检测总c-Myc、p-c-Myc (Thr58)、p-AKT (Ser473)、p-GSK3β (Ser9)等蛋白表达。

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。

验证细胞增殖与活力
体内药效评估

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM/F12培养基MyBioSourceMBS2557644
胎牛血清AVANTOR76294-180
青霉素-链霉素----
党参炔苷Yuanye Bio-Technology--
Countstar全自动细胞计数仪----
MTT试剂盒SolarbioM8180-1
谷氨酰胺检测试剂盒AbnovaKA1627-E
ATP检测试剂盒Sigma-AldrichMAK190
还原型GSH比色检测试剂盒elabscienceE-BC-K030-S
ROS荧光检测试剂盒elabscienceE-BC-K138-F
Annexin V-FITC凋亡检测试剂盒Biorbytorb322264
BD Accuri C6流式细胞仪BD Biosciences--
JC-1染料----
DAPIBeyotime--
PVDF膜Millipore--
HRP标记的二抗Abcamab288151
增强化学发光检测试剂盒biorbytorb90506
BCA蛋白定量----
TRIzol试剂Invitrogen--
Revert Aid第一链cDNA合成试剂盒Vazyme--
THUNDERBIRD SYBR qPCR MixToyobo--
DBA试剂盒ZSGB-Bio--
Ki67抗体Abcamab16667
ASCT2抗体FineTestFNab10940
Cleaved caspase-9抗体Cell Signaling Technology#20750
ASCT2抗体Abcamab237704
Bax抗体Abcamab182733
Bcl-2抗体Abcamab182858
Caspase 3抗体Abcamab184787
Caspase 9抗体Abcamab202068
Cleaved caspase-3抗体Abcamab32042
p-c-Myc (Thr58)抗体Abcamab185655
GSK3β抗体Abcamab32391
p-GSK3β (Ser9)抗体Abcamab75814
p-AKT (Ser473)抗体Abcamab81283
AKT抗体Abcamab238477
GAPDH抗体Abcamab8245
GraphPad Prism 8.0----

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
细胞培养与处理
MKN-45和MKN-28细胞系来源;培养基DMEM/F12、10% FBS、100 U/mL青霉素/链霉素;培养条件37°C、5% CO2;党参炔苷浓度(0-1000 μM用于IC50,0、10、20、40 μM用于其他实验)及处理时间24小时
阅读提示:Materials and methods, Cell culture and treatment
细胞增殖检测
细胞接种密度(5×10^4细胞/12孔板);处理时间点(0、24、48、72小时);细胞计数方法(Countstar计数仪)
阅读提示:Materials and methods, Proliferation curve test
谷氨酰胺代谢检测
谷氨酰胺摄取和ATP检测试剂盒;细胞处理浓度(0、10、20、40 μM)和24小时
阅读提示:Materials and methods, Measurement of glutamine uptake and intracellular ATP content; Figure 2
体内异种移植瘤模型
BALB/c裸鼠(雌性,5-6周龄);MKN-45细胞(5×10^6)皮下注射;党参炔苷剂量(10 mg/kg)和给药方式(每日一次);肿瘤体积测量公式(长×宽^2×0.5);处理周期(30天)
阅读提示:Materials and methods, In vivo tumorigenicity; Figure 3
分子表达检测
Western blot抗体及稀释比例(如ASCT2 1:1000,GAPDH 1:10000);RT-qPCR引物序列;内参基因GAPDH
阅读提示:Materials and methods, Western blotting; RT-qPCR analysis
免疫组化
组织固定、包埋、切片厚度(5 μm);一抗Ki67 (1:200)和ASCT2 (1:200);孵育条件(4°C过夜);显色方法(DBA kit)
阅读提示:Materials and methods, Immunohistochemical staining