Eupalinolide B通过ROS生成和潜在铜死亡抑制胰腺癌

Eupalinolide B suppresses pancreatic cancer by ROS generation and potential cuproptosis.

作者信息Qingtian Huang, Jie Yang, Jiaxing Zhang, Leyi Yao, Baoyi Jiang, Siyuan Du, Fengjin Li, Qian Peng, Lingsha Qin, Yanfen Wang, Ling Qi
PMID39100694
期刊iScience
发布时间2024-07-14
DOI10.1016/j.isci.2024.110496

实验完整度

包含体外细胞功能实验(CCK8、EdU、集落形成、划痕、Transwell)、体内异种移植瘤模型、RNA-seq转录组分析及机制验证(铜离子检测、蛋白表达、FDX1敲低等)。

主要模型

PANC-1人胰腺癌细胞系 MiaPaCa-2人胰腺癌细胞系 PANC-1异种移植裸鼠模型

重点核对

EB处理浓度梯度 EB对胰腺癌细胞与正常细胞HPNE的选择性毒性 EB引起ROS水平升高,NAC可抑制 EB增加细胞内铜离子水平,TTM可逆转细胞死亡 FDX1敲低后EB诱导的细胞死亡被部分逆转

摘要

胰腺癌是高度致命的恶性肿瘤,有效的治疗方法有限。本研究探讨了从林泽兰中提取的eupalinolide B(EB)对胰腺癌细胞的治疗作用。通过细胞功能实验,我们观察到EB能有效抑制细胞活力、增殖、迁移和侵袭。在异种移植小鼠模型中,EB治疗导致胰腺癌肿瘤生长减少和Ki-67表达降低。机制上,EB诱导凋亡、升高活性氧(ROS)水平并破坏铜稳态。RNA测序(RNA-seq)和基因集富集分析(GSEA)确定了铜离子结合途径和潜在参与铜死亡。此外,EB增强了elesclomol(ES)的细胞毒性作用,以铜依赖的方式增加ROS水平并表现出协同细胞毒性。这些发现表明,EB单独或与ES联合使用,是靶向金属离子失调和诱导胰腺癌潜在铜死亡的有前景的策略,可能改善治疗结果。

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
探究eupalinolide B对胰腺癌细胞的作用及其潜在分子机制,特别是是否通过铜死亡途径。
核心机制
EB通过诱导ROS产生和增加细胞内铜离子水平,调节铜死亡相关蛋白(HSP70上调、LIAS下调),并依赖FDX1介导铜死亡,从而抑制胰腺癌细胞增殖。
主要证据
体外实验显示EB抑制细胞活力、增殖、迁移和侵袭;体内实验显示EB抑制肿瘤生长并降低Ki-67表达;RNA-seq显示铜离子结合通路富集;FDX1敲低逆转EB诱导的细胞死亡。
研究意义
研究表明EB单独或与ES联合可作为靶向金属离子失调和诱导潜在铜死亡的胰腺癌治疗策略,可能改善治疗效果。

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

EB对胰腺癌细胞体外功能的影响

评估EB对胰腺癌细胞活力、增殖、迁移和侵袭的抑制作用。

使用CCK8检测细胞活力,EdU染色检测DNA合成,集落形成实验检测增殖能力,划痕实验和Transwell实验检测迁移和侵袭能力,并以奥沙利铂作为阳性对照。

2

EB对异种移植瘤模型肿瘤生长的影响

验证EB在体内的抗肿瘤效果。

建立PANC-1细胞异种移植裸鼠模型,腹腔注射不同剂量EB,测量肿瘤体积和重量,并通过H&E染色和Ki-67免疫组化评估肿瘤组织。

3

EB诱导细胞死亡的机制初步探究

识别EB诱导细胞死亡的模式。

使用多种抑制剂(Nec-1、Fer-1、Z-Vad-FMK、3-MA、DFO、TTM、NAC)处理EB暴露的细胞,检测细胞活力;并通过流式细胞术和荧光成像检测ROS水平。

4

转录组分析(RNA-seq)

揭示EB处理后胰腺癌细胞中差异表达基因和富集通路。

对PANC-1细胞进行DMSO或10μM EB处理24小时,提取RNA进行RNA-seq,利用limma包分析差异表达基因(p<0.05, logFC>1.5),并使用clusterProfiler进行KEGG和GSEA分析。

5

EB对铜离子水平和铜死亡相关蛋白的影响

验证EB是否影响细胞内铜水平及铜死亡相关蛋白表达。

采用铜比色法、ICP-MS和铜离子探针检测细胞内铜水平;Western blot检测HSP70、LIAS和FDX1蛋白表达;并进行FDX1敲低实验观察对细胞死亡的影响。

6

铜离子调节对EB诱导细胞死亡的影响

验证铜离子在EB诱导细胞死亡中的作用。

使用CuCl2和TTM干预EB处理的细胞,检测细胞活力、ROS水平和铜死亡相关蛋白表达。

7

EB与ES协同作用及铜离子调节

评估EB与ES联合使用对胰腺癌细胞功能的影响,并验证铜离子在其中的作用。

CCK8检测细胞活力,EdU、集落形成、划痕和Transwell实验评估联合处理对增殖、迁移和侵袭的影响;并检测CuCl2和TTM对联合处理下细胞活力、ROS和蛋白表达的影响。

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
DMEM培养基GibcoC11995500B
胎牛血清ExCell BioFSP500
胰蛋白酶Gibco25200072
磷酸盐缓冲液ServicebioG4250
Eupalinolide AChemFacesCFN90381
Eupalinolide OChemFacesCFN91839
Eupalinolide BAbMoleM4619
ElesclomolSelleckS1052
Z-VAD-FMKSelleckS7023
SP600125SelleckS1460
甲磺酸去铁胺SelleckS5742
3-甲基腺嘌呤SelleckS2767
Necrostatin-1SelleckS8037
Ferrostatin-1SelleckS7243
奥沙利铂SelleckS1224
N-乙酰半胱氨酸MedChemExpressHY-B0215
四硫代钼酸铵MedChemExpressHY-W076067
铜离子探针CS1MedChemExpressHY-141511
Lipofectamine 3000InvitrogenL3000015
二甲基亚砜MP Biomedicals196055
细胞铜比色检测试剂盒ElabscienceE-BC-K775-M
EdU Apollo567体外检测试剂盒Ribo BioC10310-1
CCK-8试剂盒NCM BiotechC6005
FITC Annexin V检测试剂盒KEYGEN BIOTECHKGA108
活性氧检测试剂盒(H2DCFDA)KEYGEN BIOTECHKGA7501
LIAS多克隆抗体proteintech11577-1-AP
HSP70多克隆抗体proteintech10995-1-AP
FDX1多克隆抗体proteintech12592-1-AP
磷酸化MAPK家族抗体套装CST9910T
MAPK家族抗体套装CST9926T
GAPDH抗体CST5174
HRP标记的山羊抗兔IgG(H+L)proteintechSA00001-2
Ki-67抗体ZSGB-BIOZM-0166
Caspase-3抗体CST14220
Cleaved Caspase-3抗体CST9661
Caspase-9抗体CST9508
Cleaved Caspase-9抗体CST20750
PARP抗体CST9542
GPX4抗体Abcamab125066
ACSL4抗体proteintech22401-1-AP
β-微管蛋白抗体CST2146
Rneasy mini plus试剂盒Qiagen--
Hieff NGS™ MaxUp双模式mRNA文库制备试剂盒----
Trizol试剂----
裂解液BeyotimeP0013
蛋白酶体抑制剂KeyGENKGP603
BCA蛋白定量试剂盒Thermo23227
PVDF膜MiliIPVH00010
OPTI-MEM培养基----
Agilent 7850电感耦合等离子体质谱仪Agilent Technologies7850
倒置显微镜LeicaLeica
荧光倒置显微镜NikonNikon-Ti2-U
CO2恒温培养箱ESCOCLM-170B-8-CN
生物安全柜ESCOAC2-4S8-CN
凝胶成像系统Bio-radChemiDoc™
共聚焦显微镜ZeissLSM900
病理切片扫描仪TissueGnosticsTissueFAXS
振荡恒温金属浴ThermoTUS-200P
分析天平OHAUSEX623ZH
冷冻离心机Eppendorf5425R
4°C冰箱MeilingYC-525L
-20°C冰箱HaierDW-40L508J
-80°C冰箱CryoCubeCryoCube
流式细胞仪BDFACSMelody
水浴锅BLUEPARDBWS-27
紫外分光光度计Tecaninfinite
离心机ThermoSorvall

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
细胞活力检测
细胞接种密度、EB处理浓度和时间、CCK-8孵育时间
阅读提示:见STAR★Methods中'Cell viability assay'
集落形成实验
细胞接种密度、EB处理浓度和处理时间、集落培养时间
阅读提示:见STAR★Methods中'Colony formation assay'
细胞增殖检测
细胞接种密度、EB浓度、EdU孵育浓度和时间
阅读提示:见STAR★Methods中'Cell proliferation assay'
划痕实验
细胞生长状态、EB处理浓度和时间、划痕后观察时间点
阅读提示:见STAR★Methods中'Cell scratch assay'
Transwell侵袭实验
Matrigel稀释比例、细胞接种密度、EB处理浓度和时间、侵袭时间
阅读提示:见STAR★Methods中'Transwell invasion assay'
Western blot
蛋白提取方法、抗体稀释比例、孵育条件
阅读提示:见STAR★Methods中'Western blot'
RNA-seq
EB处理浓度和时间、RNA提取方法、文库构建试剂盒、测序平台
阅读提示:见STAR★Methods中'RNA-seq'
裸鼠异种移植瘤模型
小鼠品系、年龄、性别、细胞接种数量、EB给药剂量、频率和途径、治疗时间
阅读提示:见STAR★Methods中'Nude mouse xenograft tumor model'
ROS检测
H2DCFDA浓度、孵育时间、EB处理浓度和时间
阅读提示:见STAR★Methods中'ROS/apotosis assay'
铜离子检测
比色法试剂盒、ICP-MS参数、CS1探针浓度和孵育时间
阅读提示:见STAR★Methods中'Cell copper colorimetric assay'、'Measurement of intracellular copper ion content by ICP-MS'和'Measurement of intracellular copper ion content by fluorescent imaging'