Erianin通过直接靶向AKT和ASK1抑制胰腺癌的进展

Erianin inhibits the progression of pancreatic cancer by directly targeting AKT and ASK1.

作者信息Ruxue Liu, Minghan Qiu, Xinxin Deng, Meng Zhang, Zhanhua Gao, Yayun Wang, Hanwei Mei, Mengting Zhai, Qiaonan Zhang, Jie Hao, Zhen Yang, Huaqing Wang
PMID39456094
发布时间2024-10-25
DOI10.1186/s12935-024-03533-9

实验完整度

包含体外细胞实验(增殖、迁移、凋亡、细胞周期、机制通路验证)、体内裸鼠移植瘤模型(肿瘤生长、凋亡检测)及分子结合验证(分子对接和CETSA),并采用RNA-seq和网络药理学等多层级验证。

主要模型

SW1990人胰腺癌细胞系 L3.7人胰腺癌细胞系 BALB/c裸鼠皮下移植瘤模型

重点核对

Erianin处理浓度:针对SW1990和L3.7细胞分别采用近IC50浓度(SW1990为472.8 nM,L3.7为101.0 nM)进行后续实验 细胞活力检测时间点:Erianin处理24、48、72、96小时,其中48小时用于IC50计算 体内实验:SW1990细胞皮下接种4-6周龄雌性BALB/c裸鼠,Erianin处理14天 关键通路验证:AKT/FOXO1和ASK1/JNK/p38 MAPK信号通路的蛋白磷酸化水平变化 分子结合验证:CETSA实验中,Erianin使ASK1和AKT的熔解曲线右移

摘要

背景:胰腺癌是一种恶性程度高的消化道肿瘤,死亡率高。Erianin具有抗肿瘤活性,但其在胰腺癌中的调控靶点和作用机制尚不清楚。本研究旨在评估Erianin的抗胰腺癌活性并探讨其潜在机制。方法:采用网络药理学方法研究Erianin在胰腺癌细胞中的作用机制。使用CCK8、克隆形成和EdU增殖实验分析细胞增殖。通过划痕愈合和Transwell实验以及EMT标志物和β-连环蛋白的蛋白表达水平评估细胞迁移。使用流式细胞术和JC-1染色分别测量细胞凋亡和细胞周期。使用western blotting评估p-Rb、CyclinB1、P21、Cleaved-PARP和Cleaved-Caspase3的蛋白表达水平。进行RNA测序和生物信息学分析以阐明Erianin在胰腺癌中的作用机制。使用western blotting检测AKT、JNK和p38 MAPK信号通路中关键蛋白的表达水平。使用分子对接和CETSA验证假设。使用裸鼠荷瘤实验评估Erianin在体内的肿瘤抑制能力。结果:网络药理学揭示Erianin通过多种途径抑制胰腺癌。Erianin显著抑制胰腺癌细胞的增殖和迁移,同时促进细胞内ROS并诱导细胞凋亡。机制上,Erianin通过调节AKT/FOXO1和ASK1/JNK/p38 MAPK信号通路抑制胰腺癌细胞增殖。体内实验表明,Erianin抑制裸鼠皮下肿瘤的生长并促进肿瘤组织凋亡。结论:成分-靶点-通路网络显示Erianin通过多种成分、靶点和通路发挥抗癌作用。Erianin通过AKT/FOXO1和ASK1/JNK/p38 MAPK信号通路抑制胰腺癌细胞的增殖和迁移并诱导凋亡。这些结果表明Erianin是胰腺癌治疗的有前景的药物。

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
Erianin是否具有抗胰腺癌活性,其直接作用靶点和分子机制是什么?
核心机制
Erianin通过直接结合AKT和ASK1,抑制AKT/FOXO1通路并激活ASK1/JNK/p38 MAPK通路,从而抑制胰腺癌细胞增殖、迁移并诱导凋亡。
主要证据
体外实验显示Erianin抑制细胞增殖(CCK8、克隆形成、EdU)、迁移(划痕、Transwell)并诱导凋亡(流式、JC-1、Western blot),同时调节AKT/FOXO1和MAPK通路蛋白表达;CETSA和分子对接验证Erianin直接结合AKT和ASK1;体内实验显示Erianin抑制裸鼠移植瘤生长并促进凋亡。
研究意义
研究表明Erianin是胰腺癌治疗的潜在有效药物,为开发新的胰腺癌治疗策略提供了理论和实验依据。

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

药物靶点预测与网络药理学分析

预测Erianin治疗胰腺癌的潜在靶点和通路。

通过PubChem获取Erianin的SMILES结构,利用Swiss Target Prediction预测Erianin靶点,从GeneCards等数据库获取胰腺癌靶点,构建PPI网络并进行富集分析。

2

细胞增殖抑制实验

评估Erianin对胰腺癌细胞增殖的影响。

使用CCK8、克隆形成和EdU实验检测Erianin处理后的细胞活力、克隆形成能力和DNA合成。

3

细胞迁移和细胞周期分析

检测Erianin对细胞迁移能力和细胞周期分布的影响。

采用划痕愈合和Transwell实验评估迁移能力,流式细胞术分析细胞周期,Western blot检测周期相关蛋白。

4

细胞凋亡和线粒体功能检测

验证Erianin诱导胰腺癌细胞凋亡的作用。

使用Annexin V-FITC/PI染色检测凋亡率,JC-1染色检测线粒体膜电位,DCFH-DA检测ROS水平,Western blot检测凋亡相关蛋白。

5

机制通路验证

验证Erianin对AKT/FOXO1和MAPK信号通路的影响。

通过Western blot检测AKT、FOXO1、ASK1、JNK、p38及其磷酸化水平的变化,并通过RNA-seq和GO/KEGG富集分析支持通路机制。

6

分子结合验证

验证Erianin是否直接结合靶蛋白AKT和ASK1。

使用AutoDock Vina进行分子对接,预测结合能;通过CETSA检测Erianin对靶蛋白热稳定性的影响。

7

体内抗肿瘤实验

评估Erianin在体内对胰腺癌肿瘤生长的抑制作用。

建立SW1990细胞皮下移植瘤裸鼠模型,给予Erianin处理,检测肿瘤体积、重量,并通过HE、TUNEL和IHC分析肿瘤组织凋亡和信号通路变化。

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----
RPMI 1640培养基----
胎牛血清----
青霉素/链霉素----
ErianinYuanye Biotechnology--
CCK8试剂盒Beyotime BiotechnologyC0039
EdU细胞增殖试剂盒Beyotime BiotechnologyC0078S
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒Zeta lifeAn0050
细胞周期检测试剂盒Elabscience BiotechnologyE-CK-A351
JC-1荧光探针Beyotime BiotechnologyC2006
DCFH-DA探针Beyotime BiotechnologyS0033S
RIPA裂解液----
BCA蛋白定量试剂盒SolarbioPC0020
PVDF膜----
N-钙黏蛋白抗体Proteintech22018-1-AP
E-钙黏蛋白抗体Proteintech20874-1-AP
β-连环蛋白抗体Proteintech51067-2-AP
波形蛋白抗体Proteintech10366-1-AP
β-肌动蛋白抗体Proteintech81115-1-RR
BCL2抗体Proteintech68103-1-Ig
BAX抗体Proteintech50599-2-Ig
ASK1抗体Proteintech28201-1-AP
p-ASK1抗体Proteintech28846-1-AP
P38抗体Proteintech14064-1-AP
p-P38抗体Proteintech28796-1-AP
Cleaved-Caspase3抗体Cell Signaling Technology9664
AKT抗体Cell Signaling Technology9272
p-AKT抗体Cell Signaling Technology4060
Foxo1抗体Cell Signaling Technology2880
p-Foxo1抗体Cell Signaling Technology84192
p-Rb抗体Cell Signaling Technology8516
CyclinB1抗体Cell Signaling Technology4138
P21抗体Cell Signaling Technology2947
Cleaved-PARP抗体Cell Signaling Technology9541
JNK抗体Cell Signaling Technology9252
p-JNK抗体Cell Signaling Technology4668
TRIzol试剂Invitrogen15596026
Illumina NovaseqTM 6000测序平台Illumina--
T100热循环仪BioRad--

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
细胞增殖实验
细胞系(SW1990和L3.7)、细胞培养条件(DMEM/RPMI 1640+10%FBS)、Erianin浓度梯度(0-50 nM)、处理时间(24-96小时)、CCK8检测时间点
阅读提示:Materials and methods: Cell viability analysis; Figure 2图注
细胞迁移实验
划痕愈合实验:细胞融合度约90%时划痕;Transwell实验:细胞密度1×10^4/上室,下室20% FBS;处理时间48小时
阅读提示:Materials and methods: Tumor cell migration assays; Figure 3图注
细胞凋亡和线粒体功能检测
凋亡检测使用的试剂盒和细胞数(1×10^6);JC-1染色细胞密度(2×10^4/孔);ROS检测探针(DCFH-DA)
阅读提示:Materials and methods: Flow cytometry analysis of apoptosis and cell cycle; JC-1 staining; ROS detection
机制通路验证
Western blot使用的抗体及稀释比例(原文未明确说明);RNA-seq处理浓度(100 nM)和处理时间(48小时)
阅读提示:Materials and methods: Western blotting; RNA-seq and pathway enrichment analysis; Figure 5图注
体内实验
动物品系和性别(雌性BALB/c裸鼠,4-6周龄)、细胞接种数量和部位(SW1990细胞,皮下)、Erianin给药剂量、给药方式和频率(原文未明确说明)、治疗时间(14天)
阅读提示:Materials and methods: Animal experiments; Figure 7图注