丹参酮IIA通过PI3K/AKT/mTOR通路抑制SLC7A11表达诱导结直肠癌细胞铁死亡

Tanshinone IIA induces ferroptosis in colorectal cancer cells through the suppression of SLC7A11 expression via the PI3K/AKT/mTOR pathway.

作者信息Tingrui Ge, Huazhuan Li, Ping Xiang, Dong Yang, Jingyi Zhou, Yonggang Zhang
PMID40618168
发布时间2025-07
DOI10.1186/s40001-025-02842-7

实验完整度

包含细胞实验(增殖、凋亡、铁死亡指标)和动物模型(皮下移植瘤)验证,但仅用一种细胞系,机制验证依赖SLC7A11质粒回补。

主要模型

人结直肠癌细胞系OUMS23 BALB/c裸鼠皮下移植瘤模型

重点核对

Tan IIA浓度梯度(0, 5, 10, 20 μM)处理OUMS23细胞48小时 SLC7A11质粒转染以恢复SLC7A11表达 体内实验中Tan IIA剂量为50 mg/kg,每隔一天腹腔注射 对照组设置:Control、Tan IIA、Tan IIA+对照质粒、Tan IIA+SLC7A11质粒

摘要

背景:结直肠癌(CRC)是一种消化系统恶性肿瘤,发病率和死亡率高。丹参酮IIA(Tan IIA)在多种癌细胞中发挥抗癌作用。在此,我们旨在阐明Tan IIA在CRC中的治疗效果和潜在机制。方法:用0、5、10或20 μM Tan IIA处理OUMS23细胞,并给CRC小鼠施用20 μM Tan IIA加SLC7A11质粒。分别采用Edu和流式细胞术分析检测细胞增殖和凋亡。使用Iron Assay试剂盒测定细胞内和肿瘤组织中的总铁和Fe2+水平。通过流式细胞术评估脂质活性氧(ROS)的产生。通过逆转录定量PCR(RT-qPCR)、Western blot分析和免疫组织化学(IHC)分析SLC7A11表达。通过Western blotting测定磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)/AKT/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)通路的激活状态。结果:Tan IIA以剂量依赖性方式抑制CRC增殖。此外,Tan IIA抑制OUMS23细胞和肿瘤组织中SLC7A11的表达。功能实验表明,Tan IIA诱导CRC细胞凋亡、铁死亡和细胞内及肿瘤组织中ROS释放,而SLC7A11质粒转染可逆转这些效应。此外,SLC7A11质粒逆转了Tan IIA对CRC皮下肿瘤体积和重量的影响。进一步实验表明,SLC7A11质粒消除了Tan IIA对PI3K/AKT/mTOR通路的影响,磷酸化(p)-AKT和p-mTOR表达增加,以及p-AKT/AKT和p-mTOR/mTOR比值增加证实了这一点。结论:Tan IIA通过PI3K/AKT/mTOR通路抑制SLC7A11表达诱导CRC铁死亡。因此,Tan IIA可能成为治疗CRC的有效药物。

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
丹参酮IIA是否通过PI3K/AKT/mTOR通路抑制SLC7A11表达诱导结直肠癌细胞铁死亡?
核心机制
Tan IIA通过抑制PI3K/AKT/mTOR通路下调SLC7A11表达,从而诱导结直肠癌细胞铁死亡。
主要证据
体外实验显示Tan IIA剂量依赖性抑制OUMS23细胞增殖、诱导凋亡和铁死亡(总铁、Fe2+、脂质ROS增加),并降低SLC7A11表达和p-AKT/p-mTOR水平;体内实验中Tan IIA减小肿瘤体积和重量,降低肿瘤组织中铁和ROS水平,而SLC7A11质粒转染逆转这些效应。
研究意义
为Tan IIA治疗CRC提供实验依据,提示Tan IIA可能成为CRC临床治疗的候选药物。

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

细胞增殖与凋亡检测

验证Tan IIA对CRC细胞增殖和凋亡的影响

OUMS23细胞用不同浓度Tan IIA处理48小时,EdU染色检测增殖,Annexin V/PI双染流式检测凋亡。

2

铁死亡指标检测

验证Tan IIA是否诱导CRC细胞铁死亡

检测细胞内总铁、Fe2+和脂质ROS水平。

3

SLC7A11表达及功能验证

验证Tan IIA对SLC7A11表达的抑制及其在铁死亡中的作用

通过RT-qPCR和Western blot检测SLC7A11表达,并转染SLC7A11质粒观察对铁死亡指标的影响。

4

PI3K/AKT/mTOR通路检测

验证Tan IIA对PI3K/AKT/mTOR通路的影响及SLC7A11的调控作用

Western blot检测p-AKT、AKT、p-mTOR、mTOR蛋白水平,计算p-AKT/AKT和p-mTOR/mTOR比值。

5

体内抗肿瘤效果评估

验证Tan IIA在体内的抗肿瘤作用及SLC7A11的逆转效应

建立OUMS23细胞皮下移植瘤模型,分组处理,测量肿瘤体积和重量,检测肿瘤组织中铁死亡指标、SLC7A11表达和通路蛋白。

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--
胎牛血清ASPENAS1044
青霉素/链霉素----
丹参酮IIAMedChemExpressHY-N0135
EdU----
Apollo反应试剂盒----
MTT溶液----
Annexin V/PI凋亡检测试剂盒Beyotime--
铁检测试剂盒Elabscience--
DCFH-DA探针----
TRIpure总RNA提取试剂ELK BiotechnologyEP013
EntiLink™第一链cDNA合成预混液ELK Biotechnology--
RIPA裂解液ASPENAS1004
SDS-PAGE凝胶ASPENAS1012
PVDF膜----
增强化学发光液ASPENAS1059
SLC7A11抗体Abcamab175186
p-AKT抗体CST9018
AKT抗体CST2938
p-mTOR抗体CST5536
mTOR抗体CST2983
β-actin抗体Beijing TDY BiotechTDY051
Lipofectamine® 3000转染试剂Thermo--
SLC7A11抗体(IHC)Triple Eagle26864-1-AP

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
细胞培养与处理
细胞系:OUMS23;培养基:DMEM+5%FBS+1%青链霉素;处理浓度:0,5,10,20 μM;处理时间:48小时
阅读提示:Materials and methods中的Cell culture部分
细胞转染
转染试剂:Lipofectamine 3000;质粒:对照或SLC7A11质粒;转染时间:48小时
阅读提示:Materials and methods中的Cell transfection部分
体内实验
动物:雄性BALB/c裸鼠,4-6周龄,每组6只;细胞注射量:2×10^6;分组:Control、Tan IIA(50 mg/kg)、Tan IIA+对照质粒、Tan IIA+SLC7A11质粒;给药方式:腹腔注射隔天一次;实验周期:接种后7天开始给药,28天处死
阅读提示:Materials and methods中的Experimental animals部分
Western blot
一抗:SLC7A11(1:1000, ab175186),p-AKT(1:1000, #9018),AKT(1:2000, #2938),p-mTOR(1:500, #5536),mTOR(1:1000, #2983),β-actin(1:10000, TDY051);二抗孵育2小时
阅读提示:Materials and methods中的Western blot assay部分