AdipoRon联合紫杉醇通过AMPK-ERK1/2信号在非小细胞肺癌细胞中展现协同潜力

Combining AdipoRon with Paclitaxel Unveils Synergistic Potential in Non-Small Cell Lung Cancer Cells via AMPK-ERK1/2 Signaling.

作者信息Sanober Kafeel, Giuseppina Palmiero, Alessia Salzillo, Angela Ragone, Silvio Naviglio, Luigi Sapio
PMID40277927
期刊Cells
发布时间2025-04-16
DOI10.3390/cells14080602

实验完整度

包含体外细胞实验(增殖、克隆、凋亡、细胞周期、Western blot)及药物协同分析,但缺乏体内模型和患者样本验证。

主要模型

A549人非小细胞肺癌细胞系 NCI-H1299人非小细胞肺癌细胞系

重点核对

A549和NCI-H1299细胞系 AdipoRon浓度10 µg/mL,紫杉醇浓度4 nM,处理24和48小时 AMPK抑制剂Compound-C(5 µM)预处理 MEK1/2抑制剂PD98059(10 µM)预处理 至少三次生物学重复

摘要

作为化疗方案的一部分,紫杉醇提高了许多非小细胞肺癌(NSCLC)患者的总生存期。然而,耐药性的发展和不良事件限制了其临床使用,这加强了NSCLC治疗进一步发展的必要性。我们最近认识到脂联素受体激动剂AdipoRon在NSCLC中是一种有前景的抗癌化合物。因此,本研究旨在评估AdipoRon联合紫杉醇(Combo)在NSCLC细胞中的治疗潜力。与单独治疗相比,Combo更强地抑制了细胞生长和克隆形成能力,并更大程度地诱导了细胞死亡。Combo介导的细胞毒性也通过聚腺苷二磷酸核糖聚合酶(PARP)和caspase-3凋亡标志物的裂解得到证实。值得注意的是,AMP活化蛋白激酶(AMPK)成为Combo疗效的关键传感器,其被Compound-C抑制后显著恢复了细胞生长。尽管Combo引起细胞外信号调节激酶1/2(ERK1/2)的逐渐下调,但PD98059对上游级联的阻碍部分抵消了Combo的效果。总之,我们的发现表明AdipoRon是紫杉醇基础治疗的有效候选药物。然而,未来旨在探索Combo在克服紫杉醇相关限制方面的能力的研究仍需在NSCLC中进行。

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
AdipoRon联合紫杉醇在非小细胞肺癌细胞中是否具有协同抗肿瘤作用,其潜在机制是什么?
核心机制
联合治疗通过激活AMPK并下调ERK1/2信号,增强细胞生长抑制和凋亡诱导。
主要证据
在A549和H1299细胞中,联合治疗较单一药物显著抑制细胞增殖和克隆形成,增加subG1细胞比例及凋亡标志物(caspase-3、PARP)裂解;AMPK抑制剂Compound-C部分逆转细胞生长抑制,MEK抑制剂PD98059部分拮抗联合治疗效果。
研究意义
作者提出AdipoRon联合紫杉醇可能有助于克服紫杉醇耐药,为NSCLC治疗提供新的策略。

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

细胞增殖与克隆形成评估

评估AdipoRon、紫杉醇及联合治疗对NSCLC细胞生长和克隆形成能力的影响

A549和H1299细胞分别用10 µg/mL AdipoRon、4 nM紫杉醇及联合治疗处理24和48小时,通过直接细胞计数评估增殖;克隆形成实验使用不同剂量(A549:10 µg/mL AdipoRon+2 nM紫杉醇;H1299:5 µg/mL AdipoRon+4 nM紫杉醇)处理10天后结晶紫染色计数。

2

药物协同作用分析

确定AdipoRon与紫杉醇联合是否具有协同效应

利用MTT法测定细胞活力,采用SynergyFinder软件构建4×4剂量矩阵,计算HSA模型协同评分。

3

细胞周期分析

检测联合治疗对细胞周期分布的影响,特别是subG1亚群

PI染色后通过流式细胞术分析细胞周期各阶段比例。

4

细胞死亡检测

评估联合治疗对细胞死亡(特别是凋亡)的影响

PI排除法检测细胞膜完整性;Western blot检测cleaved PARP和cleaved caspase-3水平。

5

信号通路机制研究

探究AMPK和ERK1/2在联合治疗中的作用

Western blot检测AMPK和ERK1/2磷酸化水平;使用Compound-C抑制AMPK、PD98059抑制MEK,观察对细胞增殖的影响。

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。

验证样本或模型特征
验证分子表达变化
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
杜氏改良Eagle培养基EuroCloneECM0728L
RPMI-1640培养基EuroCloneECB9006L
胎牛血清EuroCloneECS5000L
青霉素-链霉素溶液100XEuroCloneECB3001D
L-谷氨酰胺100XEuroCloneECB3000D
AdipoRonCell Signaling Technology57583
紫杉醇Cell Signaling Technology9807
Compound-CEMD Millipore--
PD98059Sigma-AldrichP215
无水乙醇Carlo Erba308603
MTT溶液Sigma-AldrichM2128
吐温20HIMEDIATC287
磷酸盐缓冲液EuroCloneECB4004L
碘化丙啶Sigma-AldrichP4864
核糖核酸酶ASigma-AldrichR5503
RIPA裂解缓冲液Sigma-AldrichR0278
蛋白酶/磷酸酶抑制剂混合物Cell Signaling Technology5872
胰蛋白酶-EDTA 1X溶液EuroCloneECB3052D
2X Laemmli上样缓冲液Sigma-AldrichS3401
丽春红染色液PanReac AppliChemA2935
结晶紫Sigma-AldrichC0775
二甲基亚砜PanReac AppliChemA3672
脱脂奶粉PanReac AppliChemA0530
Amersham Protran Premium 0.45 μm硝酸纤维素膜Cytiva10600008
Excellent化学发光底物试剂盒ElabsciencesE-IR-R301
Hirschmann计数板Fischer Scientific8110101
CytoSMARTCorning6749
FACSCalibur流式细胞仪BD Biosciences--
FACSCelesta流式细胞仪BD Biosciences--
Infinite 200 PRO酶标仪Tecan Life Sciences--
Bradford蛋白定量试剂盒PanReac AppliChemA6932,0500
牛血清白蛋白PanReac AppliChemA6588
紫外/可见分光光度计V-550JASCO--
Mini Trans-Blot转印系统Bio-Rad Laboratories1703930
ChemiDoc XRS+成像系统Bio-Rad Laboratories--
Cyclin A (H-432)抗体Santa Cruz Biotechnologysc-751
Cleaved Caspase-3 (Asp175) (5A1E)抗体Cell Signaling Technology9664
PARP抗体Cell Signaling Technology9542
Vinculin抗体Cell Signaling Technology13901
α-Tubulin (DM1A)抗体Cell Signaling Technology3873
AMPKα抗体Cell Signaling Technology2532
磷酸化AMPKα抗体Cell Signaling Technology2535
p44/42 MAPK抗体Cell Signaling Technology9102
磷酸化p44/42 MAPK抗体Cell Signaling Technology9101
p21 Waf1/Cip1 (12D1)抗体Cell Signaling Technology2947
山羊抗兔IgG HRP标记抗体Cell Signaling Technology7074
山羊抗小鼠IgG HRP标记抗体Cell Signaling Technology7076
GraphPad Prism软件--Version

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(A549和NCI-H1299),培养基(DMEM和RPMI-1640),FBS浓度10%,青霉素-链霉素1%,L-谷氨酰胺1%,培养条件37°C、5% CO2。
阅读提示:参见Materials and Methods第2.1节
药物处理
药物浓度:AdipoRon 10 µg/mL,Paclitaxel 4 nM,处理时间24和48小时;溶剂对照DMSO。
阅读提示:参见Materials and Methods第2.1节
细胞增殖与克隆形成
细胞接种密度(增殖6×10^4/孔,克隆1.5×10^3/孔),处理时间(增殖24/48小时,克隆10天),克隆染色条件(1%结晶紫10分钟),定量方法(10%乙酸溶解,OD590)。
阅读提示:参见Materials and Methods第2.3节和第2.6节
药物协同分析
细胞密度1.8×10^3/孔,MTT处理48小时,剂量矩阵(A549:2.5/5/10 µg/mL AdipoRon,1/2/4 nM Paclitaxel;H1299:5/10/20 µg/mL AdipoRon,2/4/8 nM Paclitaxel),SynergyFinder版本3.0。
阅读提示:参见Materials and Methods第2.7节和第2.8节
细胞周期分析
细胞密度6×10^4/孔,处理时间24/48小时,PI浓度15 μg/mL,RNase A浓度10 μg/mL,固定方法(乙醇),记录20,000事件/样本。
阅读提示:参见Materials and Methods第2.5节
细胞死亡检测
处理时间48小时,PI浓度4 μg/mL,记录至少20,000事件/样本。
阅读提示:参见Materials and Methods第2.4节
信号通路机制
蛋白提取细胞密度4×10^5,RIPA缓冲液,蛋白酶/磷酸酶抑制剂;Western blot上样量20-30 μg,抗体稀释度1:1000;AMPK抑制剂Compound-C 5 µM,MEK抑制剂PD98059 10 µM,处理24小时。
阅读提示:参见Materials and Methods第2.9节和第2.10节,以及第3.5和3.6节