木犀草素通过调节PI3K/AKT信号通路诱导费城染色体阳性急性淋巴细胞白血病细胞凋亡

Luteolin induces apoptosis in Philadelphia chromosome-positive acute lymphoblastic leukemia cell by regulating the PI3K/AKT signaling pathway.

作者信息Qin Ren, Xiaobing Li, Xiangmei Ye, Leiguang Feng
PMID41293238
发布时间2025-11-10
DOI10.3389/fphar.2025.1676034

实验完整度

包含网络药理学分析、细胞活力、凋亡、ROS、MMP、ATP检测及Western blot机制验证,但仅使用单一细胞系,缺乏动物和临床样本验证。

主要模型

SUP-B15细胞系(Ph+ALL细胞系) HK-2细胞系(人工常肾小管上皮细胞,毒性对照)

重点核对

SUP-B15细胞系,BCR-ABL p190亚型 木犀草素浓度梯度:0-100μM 处理时间:24h, 48h, 72h(活力);24h(凋亡、ROS、MMP、ATP) 蛋白表达验证:p-PI3K, p-AKT, p-STAT3, BCL-2, BAX, cleaved caspase-3, cleaved caspase-9 ROS抑制剂NAC预处理(2mM,1h)和PI3K抑制剂HY-144806的作用

摘要

背景:费城染色体阳性急性淋巴细胞白血病(Ph+ALL)是成人急性淋巴细胞白血病中最常见的遗传亚型。尽管有靶向治疗方案,但伴有合并症和老年患者预后不良,容易复发,迫切需要确定新的安全有效的治疗选择。木犀草素(LUT)是一种天然黄酮类化合物,具有显著的抗癌活性。然而其在Ph+ALL中的作用机制仍不清楚。本研究旨在阐明木犀草素治疗Ph+ALL的潜在机制。方法:从多个公共数据库收集木犀草素相关靶点和Ph+ALL相关靶点。对这些靶点的交集进行蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)分析。此外,我们采用基因本体论(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)方法进行功能和通路富集分析。从PPI网络中筛选核心靶点,并通过细胞实验进一步验证其中一些靶点。结果:共鉴定出568个木犀草素靶点和1063个Ph+ALL靶点,其中重叠靶点154个。将度值最高的前十个靶点选为核心靶点,包括TP53、AKT1、ALB、TNF、JUN、IL6、EGFR、STAT3、CASP3和BCL2。基于GO和KEGG富集结果,进一步研究了磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)信号通路。细胞实验表明,木犀草素以时间和浓度依赖性方式降低SUP-B15细胞的活力。此外,木犀草素导致SUP-B15细胞中活性氧(ROS)积累增加,线粒体膜电位(MMP)降低,ATP含量减少。在分子水平上,木犀草素显著下调p-PI3K、p-AKT、p-STAT3和BCL-2的蛋白表达,同时上调BAX、cleaved caspase-3和cleaved caspase-9的蛋白表达。结论:木犀草素可能通过PI3K/AKT信号通路发挥抗Ph+ALL作用,并伴随STAT3等其他靶点的调节,这为开发筛选新的抗Ph+ALL疗法提供了理论基础。

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
木犀草素在费城染色体阳性急性淋巴细胞白血病(Ph+ALL)中的作用及其潜在分子机制尚不清楚,本研究旨在通过网络药理学和细胞实验阐明该机制。
核心机制
木犀草素可能通过抑制PI3K/AKT信号通路,导致ROS积累、线粒体膜电位下降、ATP减少,进而激活线粒体介导的内源性凋亡通路(上调BAX、cleaved caspase-3/9,下调BCL-2),并可能伴随STAT3的调节。
主要证据
网络药理学识别出PI3K/AKT通路;SUP-B15细胞实验显示木犀草素浓度和时间依赖性抑制活力,诱导凋亡,增加ROS,降低MMP和ATP;Western blot验证p-PI3K、p-AKT、p-STAT3和BCL-2下调,BAX、cleaved caspase-3/9上调;NAC逆转凋亡和MMP降低,PI3K抑制剂部分模拟木犀草素效应。
研究意义
木犀草素可能作为治疗Ph+ALL的候选药物,为开发新的抗Ph+ALL疗法提供理论依据。

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

网络药理学靶点筛选

预测木犀草素治疗Ph+ALL的潜在靶点和通路

从多个数据库收集木犀草素和Ph+ALL相关靶点,取交集,构建PPI网络,进行GO和KEGG富集分析,筛选核心靶点和关键通路(PI3K/AKT)。

2

细胞活力检测

评估木犀草素对SUP-B15细胞增殖的影响及正常细胞毒性

用不同浓度木犀草素(0-100μM)和伊马替尼处理SUP-B15细胞,CCK-8法检测活力,计算IC50;同时检测HK-2细胞活力。

3

细胞凋亡检测

验证木犀草素是否诱导SUP-B15细胞凋亡

用Annexin V-APC/PI双染后流式细胞术检测凋亡率,比较单药和联合用药的效果。

4

线粒体功能检测

探究木犀草素对线粒体功能的影响,包括ROS、MMP和ATP

使用DCFH-DA探针检测ROS,JC-1染色检测MMP,并使用ATP检测试剂盒定量ATP水平。

5

分子机制验证

验证木犀草素对PI3K/AKT和JAK/STAT通路及凋亡相关蛋白表达的影响

通过Western blot和RT-qPCR检测通路蛋白和mRNA表达。

6

机制干预实验

确证ROS和PI3K/AKT通路在木犀草素诱导凋亡中的作用

使用ROS抑制剂NAC和PI3K抑制剂HY-144806预处理细胞,检测凋亡、MMP、ROS和蛋白表达变化。

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
木犀草素MedChemExpress491-70-3
伊马替尼MedChemExpress152459-95-5
IMDM培养基----
胎牛血清----
青霉素-链霉素----
CCK-8试剂盒TargetMolC0005
SpectraMax M5多功能酶标仪Molecular Devices--
Annexin V-APC/PI凋亡检测试剂盒ElabscienceE-CK-A217
BD FACS Lyric流式细胞仪BD--
ATP检测试剂盒Beyotime BiotechnologyS0026
ROS检测试剂盒ServicebioG1706
DCFH-DA----
Leica DMI3000荧光显微镜Leica--
增强型线粒体膜电位检测试剂盒Beyotime BiotechnologyC2003S
Trizol试剂Sangon BiotechB610409
紫外分光光度计(Nanodrop 2000)Thermo Fisher Scientific--
反转录系统ABclonalRK20429
RIPA裂解液SolarbioP0013B
蛋白酶抑制剂APE×BIOK1007
磷酸酶抑制剂APE×BIOK1015
BCA蛋白定量试剂盒Epizyne BiotechZJ102
PVDF膜MilliporeIPVH00010
快速封闭液MeilunbioMA0406
全自动化学发光成像平台(Tanon-5200)Tanon--
GAPDH抗体AbmartP60037F
Bcl-2抗体AbmartT40056F
Bax抗体AbmartT40051
Cytochrome C抗体AbmartT55734
STAT3抗体AbmartT56566
p-STAT3抗体AbmartT55016
PI3K抗体AbcolnalRC6350
p-PI3K抗体AbcolnalAP0427
AKT抗体AbcolnalA22770
p-AKT抗体Cell Signaling Technology4060T
Cleaved caspase-3抗体SelleckF0135
Cleaved caspase-9抗体SelleckF0326

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
SUP-B15细胞系来源、培养基IMDM、20%FBS、1%青霉素-链霉素、37°C、5%CO2
阅读提示:Materials and methods 2.7 Cell culture
药物处理
木犀草素浓度(0-100μM)、伊马替尼浓度(0-40μM)、处理时间(24-72h)
阅读提示:Results 3.4 和 Materials and methods 2.8 Cell viability assay
细胞活力检测
CCK-8试剂盒(TargetMol, C0005)、接种密度5×10^4细胞/孔、处理时间24/48/72h、每组5个重复,检测波长450nm
阅读提示:Materials and methods 2.8 Cell viability assay
细胞凋亡检测
Annexin V-APC/PI试剂盒(Elabscience, E-CK-A217)、处理浓度(30,50μM木犀草素;30μM伊马替尼)、处理时间24h、流式细胞仪BD FACS Lyric
阅读提示:Materials and methods 2.9 Cell apoptosis
线粒体功能检测
ROS检测试剂盒(Servicebio, G1706)、DCFH-DA浓度20μM、MMP试剂盒(Beyotime, C2003S)、ATP试剂盒(Beyotime, S0026)、处理浓度(0,30,50,100μM)、处理时间24h
阅读提示:Materials and methods 2.10, 2.11, 2.12
分子表达检测
Western blot抗体:p-PI3K, p-AKT, p-STAT3, BCL-2, BAX, cleaved caspase-3/9;处理浓度(0,30,50,100μM)处理48h;RT-qPCR处理24h
阅读提示:Materials and methods 2.13 RT-qPCR 和 2.14 Western blot
机制干预
NAC预处理2mM 1h,PI3K抑制剂HY-144806浓度未明确
阅读提示:Results 3.8 和 3.10