新型1,3-噻唑类似物在艾氏腹水癌模型中的抗癌功效:体内和计算机模拟洞察通过调节凋亡、氧化应激和炎症的肝肾功能保护潜力

Exploration of the anticancer efficacy of a novel 1,3-thiazole analog in an ehrlich ascites carcinoma model: in vivo and in silico insights into hepatorenal protective potentials via the modulation of apoptosis, oxidative stress and inflammation.

作者信息Mohammed El Behery, Dina M Abo-Elmatty, Maha Alsunbul, Yassmina I Mohey El-Deen, Doaa I Mohamed, Emad Rashad Sindi, Maha H Hashem, Ebtesam Al-Olayan, Ibrahim Abdel Aziz Ibrahim, Ghazi A Bamagous, Suraj Mali, Essa M Saied
PMID40519680
期刊RSC Adv
发布时间2025-06-13
DOI10.1039/d5ra01014d

实验完整度

研究包含体内动物模型(EAC小鼠)、体外细胞计数、生化检测、组织学检查、分子对接等多层级实验,并进行功能与机制验证。

主要模型

EAC荷瘤雌性瑞士白化小鼠

重点核对

BTHP剂量:5 mg/kg/天,持续14天 EAC细胞接种:2.5×10^6个细胞/小鼠,腹腔注射 分组:对照组、BTHP单独组、EAC组、EAC+BTHP组,每组6只 检测指标:血清ALT、AST、肌酐、尿素、总蛋白、白蛋白,组织MDA、SOD、GSH、过氧化氢酶 分子对接:使用PDB结构,MOE和AutoDock Vina软件

摘要

噻唑作为一类化合物,提供了多种类似物,这些类似物在抗癌药物的合理设计中至关重要。最近,我们报道了一种新型1,3-噻唑类似物,2-(1-(2-(4-(4-溴苯基)噻唑-2-基)亚肼基)乙基)苯酚(BTHP),其对乳腺癌细胞表现出潜在的细胞毒性活性。在本研究中,我们将研究扩展到探讨BTHP在艾氏腹水癌(EAC)给予的雌性瑞士白化小鼠中的抗癌潜力。我们的研究结果显示,与对照组相比,EAC诱导模型组中抗氧化酶的表达水平显著降低,而脂质过氧化水平显著增加。此外,EAC的给药损害了肝肾功能,表现为血清天冬氨酸氨基转移酶(AST)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)、肌酐和尿素水平显著升高,总蛋白和白蛋白水平降低。EAC诱导的肾和肝损伤伴随着促炎生物标志物(TGF-β、NFκB和IL6基因)表达升高和血清凋亡信号改变,包括p53、Bax、caspase-3和细胞色素c水平降低,同时Bcl-2表达增加。有趣的是,给予BTHP(5 mg/kg/天,14天)显著降低了可行的EAC细胞计数(38%),并延长了寿命(131.25%),与未治疗的EAC荷瘤小鼠相比。此外,与EAC诱导模型组相比,BTHP治疗的EAC诱导组表现出显著降低的脂质过氧化水平和增强的抗氧化酶活性(超氧化物歧化酶、谷胱甘肽和过氧化氢酶)。此外,BTHP通过恢复血清ALT、AST、尿素、肌酐、白蛋白和总蛋白水平改善了肝肾功能。值得注意的是,BTHP逆转了EAC模型中观察到的凋亡失调,显著升高p53、Bax、caspase-3和细胞色素c水平,同时抑制Bcl-2表达。抗炎作用进一步通过肝脏和肾脏组织中NFκB、TGF-β和IL6表达减弱得到证实。组织学检查证实BTHP在减轻EAC诱导的肾和肝损伤、保持结构完整性方面的功效。最后,详细的分子建模研究表明,BTHP对与观察到的抗癌活性相关的关键靶蛋白表现出显著的结合亲和力。总体而言,本研究强调了BTHP通过调节抗氧化、促炎和凋亡生物标志物的抗癌功效,突出了其对肝肾功能保护作用及其治疗潜力。 摘要 探讨BTHP作为一种新型1,3-噻唑类抗癌剂的多方面治疗潜力。

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
探讨新型1,3-噻唑类似物BTHP在艾氏腹水癌小鼠模型中的抗癌功效及其对肝肾功能保护作用的机制。
核心机制
BTHP通过调节抗氧化防御(增强SOD、GSH、过氧化氢酶活性,降低MDA)、抑制炎症(降低TGF-β、NF-κB、IL-6表达)和诱导凋亡(上调p53、Bax、caspase-3、细胞色素c,下调Bcl-2)来发挥抗癌作用。
主要证据
体内实验显示BTHP降低EAC细胞活力(38%)、延长寿命(131.25%)、改善肝肾功能指标和组织病理学,分子对接显示BTHP对TGF-β、GSTP1、SOD1、p53、caspase-9有较强结合亲和力。
研究意义
研究表明BTHP是一种有前景的、多机制作用的抗癌候选药物,具有抗氧化、抗炎、促凋亡和器官保护作用,为进一步开发靶向抗癌疗法提供了基础。

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

确定致死剂量(LD)

评估BTHP的安全性,确定最大耐受剂量。

将BTHP以1-100 mg/kg的剂量腹腔注射到小鼠中,观察48小时记录死亡和副作用。

2

评估有效剂量

确定BTHP抑制EAC细胞增殖的最小有效剂量。

EAC荷瘤小鼠分别接受2.5、5、10、15 mg/kg/天的BTHP治疗14天,测量EAC细胞数和腹水体积。

3

评估BTHP对寿命和体重的影响

评估BTHP是否延长EAC荷瘤小鼠的生存期。

对EAC荷瘤小鼠给予5 mg/kg BTHP 14天,监测生存天数,计算平均生存时间和寿命延长百分比,并记录体重变化。

4

评估氧化应激和抗氧化标志物

评估BTHP对EAC诱导的氧化应激的影响。

检测肝和肾组织匀浆中SOD、GSH、过氧化氢酶和MDA的水平。

5

评估肝肾功能血清标志物

评估BTHP对EAC诱导的肝肾功能损伤的保护作用。

检测血清ALT、AST、肌酐、尿素、总蛋白和白蛋白水平。

6

评估促炎标志物表达

评估BTHP的抗炎作用。

通过qRT-PCR检测肝和肾组织中TGF-β、NF-κB和IL-6的基因表达。

7

评估凋亡蛋白表达

评估BTHP诱导凋亡的作用。

通过Western blot检测血清或组织中p53、Bax、Bcl-2、caspase-3和细胞色素c的蛋白表达。

8

组织病理学检查

评估BTHP对肝和肾组织结构的保护作用。

H&E染色肝和肾组织切片,进行显微镜检查。

9

分子对接研究

预测BTHP与关键靶蛋白的结合模式。

使用MOE和AutoDock Vina软件将BTHP对接至TGF-β受体、GSTP1、SOD1、p53和caspase-9的晶体结构。

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
评估体内效果

产品清单

实验环节名称品牌货号
RPMI-1640培养基Thermo Fisher Scientific11875093
GSH检测试剂盒Abcamab239727
SOD检测试剂盒My BioSourceMBS266897
过氧化氢酶检测试剂盒Abcamab118184
TBARS试剂盒Cell BIOLABSSTA-330-5
ALT检测试剂盒BiomatikEKF58592
AST检测试剂盒Abcamab263882
白蛋白检测试剂盒BiomatikAB 10 10
总蛋白检测试剂盒LS BioLS-K272-100
尿素ELISA试剂盒MyBioSourceMBS2611085
肌酐酶法检测试剂盒ElabscienceE-BC-K188-M
TRIzolThermo Fisher Scientific12183555
iTaq Universal SYBR Green PCR预混液Bio-Rad172-5150
ReadyPrep蛋白提取试剂盒Bio-Rad163-2086
Bradford蛋白检测试剂盒Bio Basic Inc.SK3041
Precision Plus蛋白双色标准品Bio-Rad161-0374
PVDF膜----
p53抗体Cell Signaling Technology9282
细胞色素c抗体Proteintech66264-1-Ig
Bax抗体Santa Cruz Biotechnologysc-7480
caspase-3抗体Cell Signaling Technology9662
Bcl-2抗体Santa Cruz Biotechnologysc-7382
HRP偶联二抗Novus BiologicalsNBP1-74718
Clarity Western ECL底物Bio-Rad170-5060
MOEChemical Computing Group--
AutoDock VinaScripps Research Institute--

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
动物模型建立
雌性瑞士白化小鼠,体重24-27g,腹腔注射2.5×10^6 EAC细胞
阅读提示:Materials and methods 2.2.2.3
药物处理
BTHP剂量5 mg/kg/天,腹腔注射,持续14天
阅读提示:Materials and methods 2.6
分组
四组:对照组、BTHP单独组、EAC组、EAC+BTHP组,每组6只
阅读提示:Materials and methods 2.6
生化检测
检测血清ALT、AST、肌酐、尿素、总蛋白、白蛋白,肝肾组织MDA、SOD、GSH、过氧化氢酶
阅读提示:Materials and methods 2.8-2.10 Results 3.4-3.5
分子对接
靶蛋白PDB ID,软件参数,评分函数
阅读提示:Materials and methods 2.14 Results 3.9