维生素D通过AKT/mTOR通路抑制Warburg效应,促进膀胱癌细胞凋亡并增强顺铂敏感性

Vitamin D promotes apoptosis and enhances cisplatin sensitivity in bladder cancer cells by inhibiting the Warburg effect through the AKT/mTOR pathway.

作者信息Jian Zhou, Chaoyang Zhang, Xiao Wang, Ji Xing, Geng Cheng, Hao Chu
PMID41392241
期刊BMC Urol
发布时间2025-12-15
DOI10.1186/s12894-025-01994-2

实验完整度

研究包含细胞增殖、凋亡、周期、代谢及蛋白表达等体外实验,但缺乏动物模型和患者样本验证,且未在正常细胞中验证,属于中等完整度。

主要模型

T24人膀胱癌细胞系 5637人膀胱癌细胞系

重点核对

VD处理浓度:100 nM,处理24小时 DDP处理浓度:T24为50.901 nM,5637为66.968 nM,处理24小时 CCK-8实验每孔接种细胞数:1×10^4 cells/mL,200 μL/孔,孵育2小时 ECAR检测细胞密度:500,000 cells/well Western blot分析中抗体稀释比例(如Bax、Bcl-2、GLUT1等均为1:1000)

摘要

目的:膀胱癌(BCa)患者预后差且易转移。1,25-二羟基维生素D3(VD)缺乏与多种肿瘤的发病率增加和生存率降低相关。在此,我们旨在探讨VD联合顺铂(DDP)对BCa细胞增殖和凋亡的影响,并阐明其潜在机制。方法:用不同浓度的DDP和VD处理T24和5637 BCa细胞系,以评估不同剂量DDP和VD对BCa细胞毒性的影响,并确定合适的联合剂量。用DDP和VD处理T24细胞,评估药物联合对细胞增殖、凋亡、周期、Warburg效应和DDP敏感性的影响。此外,用DDP、VD、丙酮酸钠(PAS)或SC79处理细胞,以确定VD通过AKT/mTOR信号抑制Warburg效应对BCa细胞对DDP敏感性的影响。结果:VD和DDP抑制BCa细胞增殖,促进凋亡,下调GLUT1、LDHA、HK2、c-Myc、MRP1和P-gp的蛋白表达,上调p-mTOR蛋白表达。VD联合DDP逆转了PAS对细胞的作用,并通过抑制细胞Warburg效应促进凋亡。此外,VD联合DDP激活AKT/mTOR通路,逆转了SC79对细胞增殖和Warburg效应的影响。结论:VD可能通过AKT/mTOR通路抑制Warburg效应,从而促进BCa细胞凋亡并增强DDP敏感性。

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
维生素D联合顺铂对膀胱癌细胞增殖和凋亡的影响及其潜在机制。
核心机制
维生素D通过激活AKT/mTOR通路抑制Warburg效应,从而降低糖酵解相关蛋白表达并增强细胞凋亡和顺铂敏感性。
主要证据
在T24和5637细胞中,CCK-8、流式细胞术、Western blot等检测显示,联合用药抑制增殖、促进凋亡,降低ATP、乳酸、ECAR水平,增加葡萄糖浓度,下调GLUT1、LDHA、HK2、c-Myc、MRP1、P-gp表达,上调p-mTOR表达;PAS和SC79干预逆转了联合治疗的效果。
研究意义
研究为维生素D增强膀胱癌化疗敏感性提供了实验和机制依据,可能作为临床治疗中反映患者DDP耐药程度的生物标志物。

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

筛选VD和DDP浓度

确定VD和DDP单药对膀胱癌细胞增殖的抑制浓度及最佳作用时间,以选取合适的联合处理剂量。

使用CCK-8法检测不同浓度VD(0、10、50、100、500 nM)和DDP(0、10、20、40、80 nM)处理T24和5637细胞24和48小时后的增殖能力。

2

评估细胞增殖和凋亡

验证VD联合DDP对膀胱癌细胞增殖、凋亡及细胞周期的影响。

使用CCK-8、流式细胞术和Western blot检测各组细胞的增殖能力、凋亡率、细胞周期分布以及凋亡相关蛋白Bax和Bcl-2的表达。

3

检测Warburg效应相关指标

评估VD联合DDP对膀胱癌细胞糖酵解代谢的影响。

检测ATP含量、葡萄糖摄取、乳酸水平、细胞外酸化率,以及Warburg相关蛋白(GLUT1、LDHA、HK2)和耐药相关蛋白(MRP1、P-gp)的表达。

4

验证Warburg效应在联合治疗中的作用

通过添加底物PAS验证VD联合DDP是否通过抑制Warburg效应来影响细胞增殖和凋亡。

使用PAS干预细胞,检测各组增殖、凋亡、周期及蛋白表达变化,比较VD+DDP与VD+PAS+DDP组的差异。

5

验证AKT/mTOR通路介导的机制

验证VD联合DDP是否通过AKT/mTOR通路抑制Warburg效应。

使用AKT激动剂SC79处理细胞,检测各组增殖、代谢指标及通路蛋白表达变化,比较VD+DDP与VD+SC79+DDP组的差异。

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。

细胞增殖检测
细胞凋亡与周期检测
蛋白表达检测
代谢指标检测

产品清单

实验环节名称品牌货号
1,25-二羟基维生素D3MedChemExpressHY-10002
顺铂MedChemExpressHY-17394
SC79MedChemExpressHY-18749
RPMI-1640培养基HyCloneSH30809.01B
Bax抗体Bioswamp--
Bcl-2抗体Bioswamp--
GLUT1抗体Bioswamp--
LDHA抗体Bioswamp--
HK2抗体Bioswamp--
mTOR抗体Bioswamp--
c-Myc抗体Bioswamp--
MRP1抗体Bioswamp--
P-gp抗体Bioswamp--
山羊抗兔IgGBioswamp--
GAPDH抗体Bioswamp--
p-mTOR抗体Abcam--
ATP检测试剂盒Nanjing Jianchen Bioengineering InstituteA095-1-1
乳酸检测试剂盒Nanjing Jianchen Bioengineering InstituteA019-2-1
葡萄糖检测试剂盒SolarbioBC2505
ECAR荧光检测试剂盒ElabscienceE-BC-F069
荧光酶标仪PerkinElmer/Ensight--

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、培养基、胎牛血清浓度、青霉素-链霉素浓度、培养温度和CO2浓度
阅读提示:细胞培养部分(Materials and methods)
药物处理
VD浓度、DDP浓度、处理时间、PAS浓度、SC79浓度(后两者未明确提供)
阅读提示:方法和结果中的浓度筛选部分
CCK-8实验
细胞密度、每孔体积、CCK-8试剂体积、孵育时间、检测波长
阅读提示:CCK-8实验部分(Materials and methods)
流式细胞术
离心速度和时间、乙醇固定浓度和时间、RNase和PI浓度、孵育时间
阅读提示:流式细胞术部分(Materials and methods)
ECAR检测
细胞密度、工作液体积、孵育时间、激发和发射波长、读数间隔和总时间
阅读提示:ECAR检测部分(Materials and methods)
Western blot
抗体稀释比例(所有一抗均为1:1000,二抗为1:2000)、电转电流和时间、封闭液、曝光方法
阅读提示:Western blot部分(Materials and methods)