叶绿酸通过诱导铜死亡在胰腺癌中与吉西他滨发挥协同抗肿瘤作用

Chlorophyllin exerts synergistic anti-tumor effect with gemcitabine in pancreatic cancer by inducing cuproptosis.

作者信息Jiaqiang Ren, Tong Su, Jiachun Ding, Fan Chen, Jiantao Mo, Jie Li, Zheng Wang, Liang Han, Zheng Wu, Shuai Wu
PMID40186145
期刊Mol Med
发布时间2025-04-04
DOI10.1186/s10020-025-01180-y

实验完整度

体外细胞实验、分子机制验证、体内异种移植瘤模型和临床前安全性评估等多层级证据。

主要模型

人胰腺癌细胞系MIA PaCa-2 人胰腺癌细胞系BxPC-3 人胰腺导管上皮细胞系hTERT-HPNE MIA PaCa-2皮下异种移植瘤裸鼠模型

重点核对

细胞系及培养条件:MIA PaCa-2和BxPC-3用DMEM/RPMI-1640加10% FBS,37°C、5% CO2 CHL干预浓度:统一使用30 µM 药物联合方案:根据各细胞系48h IC50设计CHL与GEM不同浓度组合 体内模型:4周龄雌性BALB/c裸鼠,MIA PaCa-2细胞皮下注射,随机分4组(NC、CHL、GEM、CHL+GEM),给药3周 统计设计:每组至少三次重复,两组比较用Student's t检验,多组比较用单因素方差分析及LSD-t检验

摘要

胰腺癌(PC)由于多种原因具有高致死率,其对吉西他滨(GEM)等常规化疗的有限反应是不可忽视的原因之一。因此,我们的研究引入叶绿酸(CHL)作为一种有效的治疗候选药物,以增强GEM的治疗效果。我们的结果表明,CHL和GEM的组合通过靶向PC中的多种致癌过程,包括抑制细胞增殖、侵袭和迁移,以及诱导细胞凋亡,表现出显著的协同抗肿瘤作用。机制的进一步研究表明,CHL通过一个多方面的过程诱导PC细胞发生铜死亡,包括消耗细胞内谷胱甘肽(GSH),增加活性氧(ROS)水平,并随后上调HSP70蛋白以响应增加的氧化应激。此外,CHL释放游离的Cu2+,与铁氧还蛋白1(FDX1)蛋白结合,并最终导致二氢硫辛酰胺S-乙酰转移酶(DLAT)蛋白的寡聚化以放大PC细胞内的铜毒性。此外,体内实验表明,CHL和GEM的组合能有效抑制皮下移植瘤的生长,同时保持良好的生物安全性。总之,我们的研究确定CHL通过诱导铜死亡增强GEM在PC中的抗肿瘤作用,从而为PC患者提供了一种新的治疗途径。

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
探究叶绿酸(CHL)能否增强吉西他滨(GEM)在胰腺癌中的抗肿瘤疗效,并阐明其潜在机制。
核心机制
CHL通过消耗GSH、增加ROS、释放Cu2+并上调HSP70,结合FDX1,促进DLAT寡聚化,从而诱导胰腺癌细胞发生铜死亡,与GEM协同发挥抗肿瘤作用。
主要证据
体外实验显示CHL与GEM显著抑制胰腺癌细胞增殖、集落形成、迁移和侵袭,并诱导凋亡;机制上CHL降低GSH、升高ROS、升高细胞内Cu2+、下调FDX1、上调HSP70并促进DLAT寡聚化;体内实验显示联合治疗显著抑制MIA PaCa-2皮下移植瘤的生长,且未引起明显毒性。
研究意义
CHL可能作为GEM的有效增敏剂,为胰腺癌治疗提供新的策略,需要通过标准临床试验进一步验证其疗效。

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

验证CHL与GEM的协同抗增殖效应

评估CHL和GEM单独及联用对胰腺癌细胞增殖的影响及协同作用。

使用CCK-8实验检测CHL在MIA PaCa-2、BxPC-3和hTERT-HPNE细胞中的细胞活力,计算IC50;随后用CHL和GEM单独或联合处理两种胰腺癌细胞,检测不同时间点的细胞活力;采用SynergyFinder和CompuSyn软件计算HSA协同评分和联合指数(CI)。

2

评估CHL与GEM联用对细胞恶性表型的影响

验证联合治疗对胰腺癌细胞集落形成、凋亡、迁移和侵袭的影响。

进行集落形成实验(结晶紫染色)、流式细胞术检测细胞凋亡、划痕愈合实验、Transwell迁移和侵袭实验(含Matrigel)以评估联合治疗的抗肿瘤活性。

3

分析CHL对细胞氧化还原状态和铜离子水平的影响

探究CHL是否通过调节GSH、ROS和Cu2+水平影响胰腺癌细胞。

使用相应试剂盒检测CHL、GEM及联合处理后的细胞内GSH、ROS和Cu2+水平,并利用流式细胞术和荧光显微镜评估ROS。

4

验证CHL与FDX1结合及其对DLAT寡聚化的影响

探究CHL是否通过结合FDX1影响DLAT聚集及氧化应激蛋白HSP70的表达。

采用Western blotting检测FDX1、HSP70、DLAT及其寡聚体蛋白水平;免疫荧光观察DLAT的表达和定位;AutoDock分子对接分析CHL与FDX1和DLAT的结合。

5

验证CHL诱导的细胞死亡与铜死亡途径的关系

确证CHL的抗肿瘤作用是通过cuproptosis途径介导的。

使用cuproptosis激活剂ELE和抑制剂TTM与CHL联合处理细胞,观察集落形成、凋亡、ROS水平、FDX1/HSP70/DLAT蛋白表达及DLAT聚集的变化。

6

体内验证CHL与GEM联合治疗的疗效和安全性

在皮下异种移植瘤模型中评估CHL联合GEM的抗肿瘤效果和生物安全性。

建立MIA PaCa-2细胞皮下移植瘤裸鼠模型,随机分为对照、CHL、GEM、联合组,定期测量肿瘤体积和体重;治疗结束后,进行H&E和TUNEL染色评估肿瘤凋亡和器官毒性,检测血清肝功能(ALT、AST)和肾功能(CRE、BUN)指标。

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Gibco--
RPMI-1640培养基----
胎牛血清----
叶绿酸铜钠盐MedChemExpress--
吉西他滨MedChemExpress--
四硫代钼酸铵MedChemExpress--
埃来斯莫洛MedChemExpress--
DLAT抗体Proteintech13426-1-AP
HSP70抗体Proteintech10995-1-AP
FDX1抗体Proteintech12592-1-AP
β-actin抗体Proteintech66009-1-Ig
兔IgG抗体Proteintech30000-0-AP
CCK-8试剂盒GLPBIO--
凋亡检测试剂盒BD Biosciences--
NovoCyte流式细胞仪Agilent--
ROS检测试剂盒Beyotime--
Cu2+检测试剂盒Elabscience--
GSH检测试剂盒Beyotime--
MDA检测试剂盒Beyotime--
PVDF膜Roche--
ChemiDoc XRS凝胶成像系统Bio-Rad--
增强化学发光试剂盒NCM Biotech--
Fastgen2000 RNA提取系统Fastgen--
PrimeScript反转录试剂盒TaKaRa--
Bio-Rad iQTM5荧光定量PCR仪Bio-Rad--
Mito-Tracker试剂盒Beyotime--
Triton X-100Sigma-Aldrich--
牛血清白蛋白----
CoraLite 488/594偶联二抗Thermo Fisher Scientific--
4',6-二脒基-2-苯基吲哚Sigma-Aldrich--
倒置荧光显微镜Carl Zeiss--
聚碳酸酯膜滤器(8 µm孔径)Millipore--
基质胶BD Biosciences--
Image Pro Plus 6.0软件Media Cybernetics--
GraphPad Prism 9.1软件GraphPad--
SPSS 21版软件SPSS--
AutoDock软件----
PyMOL软件----

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
细胞系来源、培养基类型、血清浓度、培养温度、CO2浓度
阅读提示:见Materials and methods - Cell culture
药物处理
CHL、GEM、TTM、ELE的浓度、处理时间、给药组合方式
阅读提示:见Materials and methods - Reagents、Cell viability assay、Drug combination analysis
细胞增殖和凋亡检测
细胞接种密度、处理时间、检测试剂盒、流式分析条件
阅读提示:见Materials and methods - Cell viability assay、Flow cytometry detection
迁移和侵袭实验
细胞密度、基质胶包被、孵育时间、染色方法
阅读提示:见Materials and methods - Migration and invasion assays
氧化应激和铜离子检测
试剂盒品牌、处理时间、检测方法
阅读提示:见Materials and methods - Detection of ROS level、Detection of intracellular Cu2+, glutathione (GSH) and malondialdehyde (MDA) level
蛋白表达检测
抗体来源和货号、上样量、内参选择
阅读提示:见Materials and methods - Western blotting assay
基因表达检测
RNA提取方法、反转录试剂、PCR引物序列、qRT-PCR条件
阅读提示:见Materials and methods - Quantitative real-time PCR (qRT-PCR)
免疫荧光
Mito-Tracker标记时间、固定和通透条件、抗体浓度和孵育时间
阅读提示:见Materials and methods - Immunofluorescence (IF) assay
分子对接
配体和受体结构来源、软件版本和参数
阅读提示:见Materials and methods - Autodock model
体内实验
动物品系和性别、年龄、细胞接种数量、分组、给药剂量和频率、治疗周期、肿瘤测量方法
阅读提示:见Materials and methods - Tumor xenograft model
统计分析
统计方法、样本量、重复数、显著性水平
阅读提示:见Materials and methods - Statistical analysis