去氢木香内酯通过靶向ACLY抑制脂肪酸合成和自噬流来抑制胃癌进展

Dehydrocostus lactone suppresses gastric cancer progression by targeting ACLY to inhibit fatty acid synthesis and autophagic flux.

作者信息Yuxuan Chen, Junyu Shen, Mengyun Yuan, Huaizhi Li, Yaqi Li, Shanshan Zheng, Bo Han, Cancan Zhang, Shenlin Liu, Qingmin Sun, Jian Wu
PMID38295877
期刊J Adv Res
发布时间2025-01
DOI10.1016/j.jare.2024.01.028

实验完整度

高,包含体外细胞功能实验、体内异种移植模型、PDX模型、患者组织芯片,涉及网络药理学、代谢分析和机制验证。

主要模型

人胃癌细胞系MKN-28和AGS MKN-28细胞异种移植裸鼠模型 患者来源异种移植(PDX)模型 胃癌和癌旁组织芯片(99对)

重点核对

细胞系:人胃癌细胞系MKN-28和AGS Dehy处理浓度:0、5、10、15 μM 体内给药剂量:Dehy 15和30 mg/kg/day,5-FU 25 mg/kg/day PDX模型给药:Dehy 30 mg/kg每日一次,5-FU 25 mg/kg隔日一次 ACLY过表达:pcDNA-ACLY质粒转染

摘要

引言 去氢木香内酯(Dehy)是一种来自木香的天然倍半萜内酯,在治疗癌症和胃肠道疾病方面显示出显著疗效。然而,其抗胃癌(GC)作用仍知之甚少。 目的 我们的研究旨在阐明Dehy的抗GC作用及其可能的机制。 方法 通过MTT、集落形成、伤口愈合和Transwell侵袭实验评估抗GC效果。通过Annexin V-FITC/PI结合实验检测细胞凋亡率。通过网络药理学分析和XF底物氧化应激测试探讨潜在机制和改变的代谢表型。检测脂肪生成酶表达和中性脂质库以评估细胞脂质合成和储存。通过生物层干涉法和分子对接研究Dehy的直接靶点。通过透射电子显微镜和MDC染色观察自噬体,通过mRFP-GFP-LC3转染检测自噬流。通过组织微阵列确认ACLY的临床意义。采用患者来源异种移植(PDX)模型检测Dehy的临床治疗潜力。 结果 Dehy在体内和体外均显著抑制GC进展。机制上,Dehy下调脂肪生成酶ACLY,从而减少脂肪酸合成和脂质储备。此外,IKKβ被确定为Dehy的直接靶点。Dehy抑制IKKβ的磷酸化,促进ACLY的泛素化和降解,从而导致脂质耗竭。随后,GC细胞启动自噬以补充缺失的脂质,而Dehy通过下调LAMP1和LAMP2表达来阻碍这种细胞保护机制,破坏溶酶体膜功能,最终导致凋亡。此外,Dehy在PDX模型中增强了5-氟尿嘧啶的疗效,显示出在GC临床治疗中的潜力。 结论 我们的工作将Dehy确定为一种理想的干扰异常脂质代谢的药物,并强调其对保护性自噬的抑制作用,提示未来将Dehy开发为治疗GC的新型治疗药物。

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
Dehy是否具有抗胃癌作用及其潜在机制是什么?
核心机制
Dehy直接靶向IKKβ并抑制其磷酸化,促进ACLY的泛素化和降解,减少脂肪酸合成和脂质储存;同时下调LAMP1和LAMP2,破坏溶酶体膜功能,抑制自噬流,最终导致细胞凋亡。
主要证据
体外MTT、集落形成、伤口愈合和Transwell实验显示Dehy抑制增殖、迁移和侵袭;Western blot显示凋亡标志物变化和ACLY等脂肪生成酶下调;BLI和分子对接证实Dehy与IKKβ直接结合;体内异种移植和PDX模型显示肿瘤生长抑制,PDX中Dehy增强5-FU疗效。
研究意义
作者提出Dehy可能成为治疗胃癌的新型药物,并可作为西药的辅助治疗。

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

评估体外抗胃癌活性

验证Dehy对胃癌细胞增殖、迁移和侵袭的抑制作用

使用MTT、集落形成、伤口愈合和Transwell侵袭实验检测Dehy对MKN-28和AGS细胞的影响,并观察细胞形态和凋亡。

2

评估体内抗肿瘤效果

验证Dehy在体内的抗肿瘤作用及安全性

建立MKN-28细胞异种移植裸鼠模型,分别给予Vehicle、5-FU、低剂量Dehy和高剂量Dehy,测量肿瘤体积和重量,并检测凋亡标志物。

3

网络药理学和代谢分析

探索Dehy的潜在靶点和代谢影响

从TCMSP和SwissADME获取Dehy靶点,从DisGeNET和GeneCards获取GC相关靶点,取交集后富集分析GO和KEGG通路;进行XF底物氧化应激测试评估代谢底物偏好。

4

验证脂质合成抑制

验证Dehy抑制脂肪生成酶和减少脂质储存

通过Western blot检测ACLY、ACC和FASN的蛋白表达,并用BODIPY 493/503染色检测中性脂质水平。

5

研究分子机制:ACLY降解

探讨Dehy抑制ACLY的机制

qRT-PCR检测ACLY mRNA水平,使用MG132和3-MA处理评估降解途径,Co-IP检测ACLY泛素化,Western blot检测ACLY磷酸化。

6

鉴定直接靶点IKKβ

验证Dehy是否直接结合IKKβ并抑制其磷酸化

Western blot检测p-IKKβ和IKKβ,BLI测定Dehy与IKKβ结合常数,分子对接分析结合模式。

7

检测自噬流和溶酶体功能

验证Dehy对自噬和溶酶体膜功能的影响

Western blot检测自噬标志物(Beclin-1、LC3、p62),MDC染色观察自噬体,mRFP-GFP-LC3转染检测自噬流,透射电镜观察自噬体,Western blot检测LAMP1和LAMP2。

8

ACLY过表达回补实验

验证ACLY在Dehy抗胃癌作用中的关键作用

在MKN-28和AGS细胞中转染pcDNA-ACLY或空载体,检测脂质水平、自噬标志物和凋亡标志物。

9

评估临床意义和联合治疗

验证ACLY在胃癌中的高表达及Dehy联合5-FU的疗效

使用组织芯片进行IHC分析,评估ACLY表达;建立PDX模型,比较Control、5-FU、Dehy和联合治疗组的肿瘤生长。

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
去氢木香内酯Chengdu Must Bio-Technology Co., LtdA0301
RPMI-1640培养基BioChannel--
新生牛血清Evergreen Company--
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒Jiangsu KeyGen Biotech. Inc.--
JC-1线粒体膜电位检测试剂盒Jiangsu KeyGen Biotech. Inc.--
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
蛋白酶和磷酸酶抑制剂混合物Beyotime--
可溶与不溶蛋白提取试剂盒Sangon Biotech--
PVDF膜Merck Millipore--
ECL化学发光底物Biosharp--
GSH比色法检测试剂盒Elabscience--
脂质过氧化MDA检测试剂盒Beyotime--
XF底物氧化应激测试试剂盒Seahorse Bioscience--
XF24细胞外通量分析仪Seahorse Bioscience--
BODIPY 493/503GibcoGC42959
RNA提取试剂盒Vazyme--
HiScript III逆转录预混液(gDNA去除)Vazyme--
ABI 7500 Fast实时荧光定量PCR系统Applied Biosystems--
Protein A琼脂糖BeyotimeP2051
SDS-PAGE上样缓冲液BeyotimeP0015A
His标签NF-κB亚基βCUSABIOCSB-EP011572HU
AutoDock软件----
MDCSolarbio--
mRFP-GFP-LC3腺病毒HanBio Technology--
ACLY质粒RiboBio--
Lipofectamine 2000试剂ThermoFisher--
DAPI----
抗ACLY抗体Abcamab40793
抗ACC抗体Abcamab45174
抗FASN抗体Abcamab128870
抗Beclin-1抗体Cell Signaling Technology3495
抗Cleaved Caspase-3抗体Cell Signaling Technology9664
抗FTH1抗体Cell Signaling Technology4393
抗IKKβ抗体Cell Signaling Technology8943
抗LC3A/B抗体Cell Signaling Technology12741
抗NCOA4抗体Cell Signaling Technology66849
抗Phospho-ACLY (Ser455)抗体Cell Signaling Technology4331
抗Bax抗体ProteinTech50599-2-Ig
抗Bcl-2抗体ProteinTech12789-1-AP
抗GPX4抗体ProteinTech67763-1-Ig
抗β-actin抗体ProteinTech66009-1-Ig
抗p62/SQSTM1抗体ProteinTech18420-1-AP
抗LAMP2抗体ProteinTech66301-1-Ig
抗LAMP1抗体ProteinTech21997-1-AP
抗泛素抗体ProteinTech10201-2-AP
抗Phospho-IKKα/β (Ser176/180)抗体BeyotimeAF5839
山羊抗小鼠IgG二抗ZSGB-BIOZB-2305
山羊抗兔IgG二抗ZSGB-BIOZB-2306
胰蛋白酶-EDTABeyotime--
BALB/c裸鼠Sibef Biotechnology Co., Ltd--

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
体外细胞实验
细胞系来源、培养条件、Dehy处理浓度和时间
阅读提示:Methods: Cell culture, Cell viability and colony formation assay; Figure legends 1
细胞凋亡检测
Annexin V-FITC/PI染色步骤、JC-1染色时间
阅读提示:Methods: Flow cytometry analysis of apoptosis, Mitochondrial membrane potential (JC-1) assay
体内异种移植实验
小鼠品系、性别、体重、细胞注射数量、分组、给药剂量和频率
阅读提示:Methods: GC cells xenograft studies; Figure legends 3
代谢分析
XF实验细胞密度、抑制剂浓度、OCR测定
阅读提示:Methods: Oxygen consumption rate (OCR); Figure legends 4
脂质检测
BODIPY 493/503染色浓度和孵育时间
阅读提示:Methods: Quantification of cellular neutral lipids; Figure legends 5
蛋白表达检测
抗体稀释比例、蛋白上样量
阅读提示:Methods: Western blot assay; Table S1
自噬检测
MDC浓度、mRFP-GFP-LC3转染条件、透射电镜步骤
阅读提示:Methods: Monodansylcadaverine (MDC) staining assay, mRFP-GFP-LC3 puncta assay, Transmission electron microscopy; Figure legends 7
PDX模型
PDX模型的建立、分组、给药方案
阅读提示:Methods: GC patient-derived xenograft (PDX) models; Figure legends 9
分子结合分析
BLI实验条件、分子对接所用软件和参数
阅读提示:Methods: Biolayer interferometry (BLI) assay, Molecular docking model