合成游离脂肪酸受体(FFAR)2激动剂4-CMTB和FFAR4激动剂GSK13764抑制结肠癌细胞生长和迁移并调节结直肠癌体外和体内模型中FFARs的表达

Synthetic free fatty acid receptor (FFAR) 2 agonist 4-CMTB and FFAR4 agonist GSK13764 inhibit colon cancer cell growth and migration and regulate FFARs expression in in vitro and in vivo models of colorectal cancer.

作者信息Agata Binienda, Katarzyna Owczarek, Maciej Sałaga, Jakub Fichna
PMID39432182
发布时间2024-12
DOI10.1007/s43440-024-00667-5

实验完整度

包含体外细胞活力、迁移侵袭实验、qPCR和Western blot,以及AOM/DSS小鼠模型,但体内实验未观察到抗肿瘤效果。

主要模型

人正常结肠上皮细胞系CCD 841 CoN 人结直肠腺癌细胞系SW-480 AOM/DSS诱导的结肠炎相关结直肠癌小鼠模型

重点核对

细胞活力实验:4-CMTB和GSK137647浓度范围10–200 µM,处理48小时 迁移和侵袭实验:4-CMTB浓度25 µM,GSK137647浓度50 µM 体内实验:4-CMTB剂量10 mg/kg,GSK137647剂量1 mg/kg,腹腔注射,每3天一次 qPCR和Western blot:用于评估FFAR2和FFAR4表达变化

摘要

引言:游离脂肪酸受体(FFARs)是G蛋白偶联受体,分为4种亚型;FFAR2和FFAR3由短链脂肪酸激活,而FFAR1和FFAR4由长链脂肪酸激活。近期研究表明FFARs可能参与结直肠癌(CRC)的病理生理过程。在CRC患者中观察到FFAR2和FFAR4基因表达降低。我们研究的目的是评估在CRC的体外和体内模型中,选择性合成激动剂刺激FFAR2和FFAR4的抗癌效果。材料与方法:使用FFAR2激动剂4-CMTB和FFAR4激动剂GSK137647。使用MTT法测定与测试化合物孵育48小时后的细胞活力(CCD 841 CoN和SW-480)。使用实时qPCR和Western Blot来鉴定FFARs表达的变化。迁移和侵袭通过市售试剂盒表征。通过氧化偶氮甲烷和葡聚糖硫酸钠诱导结肠炎相关的结直肠癌(CACRC)小鼠模型。结果:4-CMTB和GSK137647显著降低了癌细胞生长以及迁移和侵袭能力。两种合成化合物均增加了SW-480细胞中FFAR2和FFAR4的表达。4-CMTB和GSK137647均不影响AOM/DSS诱导的CACRC小鼠的病程,然而,4-CMTB升高了小鼠组织中的FFAR2蛋白表达。结论:我们提出FFAR2和FFAR4的刺激可能抑制CRC细胞活力和迁移,并且CRC中降低的FFAR2和FFAR4表达可以通过用相应的激动剂处理而恢复,表明CRC治疗中新的有前景的药理学靶点。

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
FFAR2和FFAR4的激活是否在体内外结直肠癌模型中具有抗癌作用,并影响FFARs表达?
核心机制
FFAR2和FFAR4激动剂通过升高癌细胞中FFAR2和FFAR4基因表达来抑制细胞生长、迁移和侵袭。
主要证据
体外实验中,4-CMTB和GSK137647显著降低SW-480细胞活力和迁移侵袭能力,并增加FFAR2和FFAR4基因表达;体内实验中,4-CMTB升高小鼠结肠组织Ffar2蛋白水平。
研究意义
FFAR2和FFAR4可能是CRC治疗的新药理学靶点。

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

细胞活力测定

评估FFAR2和FFAR4激动剂对结直肠癌细胞和非癌结肠细胞活力的影响。

使用MTT法检测不同浓度(10–200 µM)的4-CMTB和GSK137647处理48小时后CCD 841 CoN和SW-480细胞的活力。

2

基因表达分析

检测FFAR2和FFAR4激动剂处理对FFAR2和FFAR4基因表达的影响。

使用实时qPCR检测FFAR2和FFAR4基因在CCD 841 CoN和SW-480细胞中的表达,以HPRT1作为内参基因。

3

蛋白表达分析

评估FFAR2和FFAR4激动剂处理对FFAR2和FFAR4蛋白水平的影响。

通过Western blot检测细胞裂解物和结肠组织中FFAR2和FFAR4蛋白表达。

4

迁移和侵袭实验

评估FFAR2和FFAR4激动剂对结直肠癌细胞迁移和侵袭能力的影响。

使用划痕愈合实验和Matrigel侵袭实验测定SW-480细胞的迁移和侵袭。

5

体内AOM/DSS模型

评估FFAR2和FFAR4激动剂对AOM/DSS诱导的结肠炎相关结直肠癌小鼠模型的抗癌作用。

建立AOM/DSS诱导的CACRC小鼠模型,给予4-CMTB或GSK137647治疗,评估肿瘤数量、器官重量、结肠长度等指标。

6

组织学分析

评估AOM/DSS小鼠结肠的组织病理学变化。

结肠组织进行苏木精-伊红染色,评估炎症、形态、溃疡和淋巴滤泡评分。

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。

细胞活力检测
基因表达检测
蛋白表达检测
细胞迁移和侵袭检测
组织学分析
统计分析

产品清单

实验环节名称品牌货号
EMEM培养基Gibco®--
RPMI培养基Gibco®--
胎牛血清----
L-谷氨酰胺----
青霉素----
链霉素----
4-CMTBTocris Bioscience4642
GSK137647Tocris Bioscience5257
MTT----
二甲基亚砜----
iMARK酶标仪Biorad--
BioCoat Matrigel侵袭小室Becton Dickinson354480
结晶紫----
EVOS FLoid细胞成像系统Thermo Fisher Scientific--
Falcon®通透性支持物Corning353097
TRIzol®试剂Invitrogen™--
Calibri微量分光光度计Biocompare--
高容量逆转录试剂盒Life Technologies--
TaqMan基因表达预混液Life Technologies--
LightCycler 96仪器Roche--
哺乳动物细胞裂解缓冲液----
蛋白酶抑制剂混合物----
Precellys Evolution匀浆器Bertin Instruments--
Pierce 660 nm蛋白质测定Thermo Scientific--
二辛可宁酸蛋白测定试剂盒Sigma-Aldrich--
SDS-PAGE凝胶Bio-Rad--
PVDF膜Life Technologies--
脱脂奶粉----
吐温20----
FFAR2多克隆抗体FabGennix, Thermo FisherFFAR2-201AP
FFAR4多克隆抗体ElabscienceE-AB-92023
TGF-β多克隆抗体Cell Signaling Technology3711
EGFR多克隆抗体Cell Signaling Technology2232
pEGFR多克隆抗体Cell Signaling Technology2234
HRP抗β-actin抗体Abcamab49900
抗兔抗体Sigma-AldrichA9169
抗小鼠抗体MerckAP200P
Super Signal West Pico蛋白质印迹底物Thermo Scientific--
ImageLab v5.2.1Bio-Rad--
氧化偶氮甲烷Sigma-AldrichA5486
葡聚糖硫酸钠PanReac AppliChemA3261
福尔马林----
Axio Imager A2显微镜Carl Zeiss--
ZEN (Blue 2.5 edition)成像软件Carl Zeiss--

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
细胞活力实验
细胞系、细胞密度、化合物浓度、处理时间、MTT孵育时间
阅读提示:Materials and methods - Cytotoxicity Assessment 和 Figure 1 legend
迁移和侵袭实验
细胞系、化合物浓度、处理时间、基质胶类型
阅读提示:Materials and methods - Invasion Assay 和 Migration Assay
基因表达分析
细胞系、处理浓度、处理时间、内参基因
阅读提示:Materials and methods - Quantitative real-time polymerase chain reaction (qPCR)
蛋白表达分析
细胞或组织样本、抗体信息
阅读提示:Materials and methods - Protein isolation and western blot
体内实验
小鼠品系、AOM剂量、DSS浓度、给药方案、组别设置
阅读提示:Materials and methods - Azoxymethane/Dextran sulfate Sodium-Induced Colitis-Associated Colorectal Cancer Model
组织学分析
切片厚度、染色方法、评分标准
阅读提示:Materials and methods - Histology