NSC777201通过诱导多种类型的细胞死亡展现对结直肠癌细胞的抗癌活性

NSC777201 exhibits anticancer activity against colorectal cancer cells by inducing multiple types of cell death.

作者信息Hsin-Hsuan Ho, Sheng-Chieh Wang, Hsu-Shan Huang, Pei-Ming Yang
PMID41430602
发布时间2025-12-22
DOI10.1186/s12935-025-04146-6

实验完整度

NCI-60筛选、四种CRC细胞系体外实验、HCT116异种移植瘤模型、RNA-seq及多种细胞死亡机制验证。

主要模型

HCT116、HT29、RKO、DLD-1细胞 HCT116肿瘤异种移植裸鼠模型 TCGA CRC患者数据

重点核对

NCI-60筛选单剂量10 µM NSC777201 CRC细胞系HCT116、HT29、RKO、DLD-1的IC50值分别6.81、7.63、8.75、10.28 µM(处理24h) HCT116异种移植模型NSC777201剂量5 mg/kg体重,腹腔注射,每周5天 RNA-seq分析处理条件:HCT116 6 µM、HT29 8 µM,处理6小时 DHCR7敲低或7-DHC补充实验验证铁死亡机制

摘要

背景:结直肠癌(CRC)在全球最常见癌症中排名第三,因此需要开发新的治疗策略。NSC777201是一种多靶点抗癌药物,已在多种癌症中显示出疗效,包括前列腺癌、非小细胞肺癌(NSCLC)、胶质母细胞瘤(GBM)和胰腺导管腺癌(PDAC)。然而,其在CRC中的潜力尚未被探索。方法:在本研究中,美国国家癌症研究所(NCI)-60癌症细胞系筛选确定CRC对NSC777201治疗最敏感。我们进一步在四种CRC细胞系(HCT116、HT29、RKO和DLD-1)中验证了其体外抗癌效果,并使用HCT116肿瘤异种移植裸鼠模型验证了其体内疗效。机制研究包括分析表皮生长因子受体(EGFR)和MET蛋白的抑制,以及研究NSC777201触发的细胞死亡途径。结果:NSC777201对人CRC细胞表现出有效的体外和体内抗癌活性。NSC777201抑制了CRC细胞中EGFR和MET蛋白的表达,与其他癌症中的发现一致。机制研究揭示,NSC777201通过自噬、铁死亡和铁蛋白自噬诱导CRC细胞死亡。此外,NSC777201诱导的铁死亡部分依赖于7-脱氢胆固醇(DHC)还原酶(DHCR7)的上调以及内源性铁死亡抑制因子7-DHC的随后减少。结论:这些发现强调了NSC777201在CRC中的强大抗癌活性,其由多种细胞死亡途径介导,为CRC治疗提供了有前景的潜力。

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
NSC777201在结直肠癌中是否具有抗癌活性及其潜在机制是什么?
核心机制
NSC777201通过诱导自噬、铁死亡和铁蛋白自噬,抑制EGFR和MET蛋白表达,并上调DHCR7从而降低内源性7-DHC水平,部分介导铁死亡。
主要证据
NCI-60筛选显示CRC最敏感,四种CRC细胞系中IC50值显著,HCT116异种移植瘤模型中肿瘤生长受抑,RNA-seq和qPCR显示DHCR7等胆固醇合成基因上调,Western blot显示自噬和铁死亡标志物变化,7-DHC补充实验验证了其作用。
研究意义
NSC777201诱导多种细胞死亡途径,可能为CRC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

筛选NSC777201对CRC细胞的敏感性

评估NSC777201对CRC细胞系的生长抑制和细胞毒性作用。

通过NCI-60筛选,单剂量10 µM处理,发现CRC最敏感;随后在四种CRC细胞系中用MTT测定IC50。

2

体内验证NSC777201的抗肿瘤效果

验证NSC777201在体内的抗肿瘤活性及耐受性。

使用HCT116异种移植裸鼠模型,腹腔注射NSC777201,监测肿瘤体积和体重。

3

研究NSC777201对EGFR和MET的抑制作用

探究NSC777201是否通过抑制EGFR和MET发挥抗癌作用。

通过Western blot、qPCR、CETSA等分析EGFR和MET表达及相互作用。

4

转录组分析揭示细胞死亡类型

预测NSC777201诱导的细胞死亡途径。

RNA-seq分析处理后的HCT116和HT29细胞,筛选差异基因,GSVA分析富集的细胞死亡基因签名。

5

验证自噬、铁死亡和铁蛋白自噬的诱导

验证NSC777201诱导的细胞死亡具体类型和机制。

使用Western blot检测自噬标志物(LC3B、p62)、铁死亡标志物(GPX4、SLC7A11、SLC3A2)和铁蛋白自噬标志物(NCOA4、FTL)的表达,并通过荧光探针检测脂质过氧化和亚铁离子。

6

验证DHCR7介导的铁死亡机制

验证NSC777201通过上调DHCR7降低7-DHC水平从而诱导铁死亡。

qPCR检测DHCR7等基因表达,ELISA检测7-DHC水平,并补充外源性7-DHC观察细胞活力和脂质过氧化变化。

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
NSC777201----
奥沙利铂AdooQ BioscienceA10346
5-氟尿嘧啶AdooQ BioscienceA10042
SN-38AdooQ BioscienceA12011
依托泊苷AdooQ BioscienceA10373
MG132AdooQ BioscienceA11043
Ferrostatin-1AdooQ BioscienceA13247
McCoy's 5A培养基Corning10-050-CVS
胎牛血清Corning35-010-CV
RPMI-1640培养基Thermo Fisher Scientific22400071
L-谷氨酰胺Thermo Fisher Scientific25030-81
非必需氨基酸Thermo Fisher Scientific11140050
抗生素-抗真菌溶液Thermo Fisher Scientific15240-062
磷酸盐缓冲液片剂Thermo Fisher Scientific18912014
RIPA裂解和提取缓冲液Thermo Fisher Scientific89901
TRIzol试剂Thermo Fisher Scientific15596026
氯喹Sigma-AldrichC6628
Spautin-1Sigma-AldrichSML0440
去铁胺Sigma-AldrichD9533
二甲基亚砜Sigma-AldrichD5879
磷酸酶抑制剂混合物片剂Sigma-Aldrich04906837001
蛋白酶抑制剂混合物片剂Sigma-Aldrich11873580001
Z-VAD-FMKAPExBIOA1902
MTTAlfa AesarAF-L11939
抗SLC7A11抗体Arigo BiolaboratoriesARG57998
抗GPX4抗体Arigo BiolaboratoriesARG41400
抗磷酸化MET抗体AbcamAB5662
抗caspase-3抗体AbcamAB13585
抗GAPDH抗体Cell Signaling TechnologyA19056
抗Vinculin抗体Cell Signaling TechnologyA2752
抗FTL抗体Cell Signaling TechnologyA11241
抗EGFR抗体Cell Signaling Technology4267
抗磷酸化EGFR抗体Cell Signaling Technology2243
抗PARP抗体Cell Signaling Technology9542
抗MET抗体GeneTexGTX100637
抗p62抗体GeneTexGTX100685
抗SLC3A2/CD98抗体GeneTexGTX104108
肌动蛋白抗体GeneTexGTX109639
抗LC3B抗体Proteintech Group18725-1-AP
脂质过氧化检测试剂盒ElabscienceE-BC-K880-M
HRP标记的抗兔二抗Jackson Laboratory111-035-003
HRP标记的抗鼠二抗Jackson Laboratory115-035-003
增强化学发光试剂PerkinElmerNEL105001EA
Bradford蛋白定量试剂Bio-Rad Laboratories5000006
双色蛋白markerBio-Rad Laboratories1610374
10× SDS-甘氨酸电泳缓冲液Bio-Rad Laboratories1610772
Trans-Blot Turbo RTA小型0.2 μm硝酸纤维素膜转印试剂盒Bio-Rad Laboratories1704270
µ-Slide八孔板ibidiIB-80826
Cyto-ID自噬检测试剂盒Enzo Life SciencesENZ-51031-K200
FerroOrange探针Dojindo LaboratoriesF374
iScript cDNA合成试剂盒Bio-Rad Laboratories1708891
IQ2 SYBR Green快速qPCR系统预混液Bio-Genesis TechnologiesDBU-006
Quantstudio 1实时荧光定量PCR系统Applied Biosystems--
7-DHC ELISA试剂盒Cloud-CloneCED057Hu
GraphPad Prism 9GraphPad Software--

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
细胞活力检测
细胞系;细胞接种密度(10,000-15,000);药物浓度;处理时间(24小时);MTT浓度和孵育时间
阅读提示:Methods: Cell viability assay
肿瘤异种移植
细胞系HCT116;接种细胞数(10^7);动物品系(裸鼠);给药剂量(5 mg/kg);给药方式(腹腔注射);给药频率(每天,每周5天);肿瘤体积测量频率(每周三次)
阅读提示:Methods: Tumor xenograft model
蛋白表达检测
细胞系;药物浓度(如6 µM、8 µM);处理时间;抗体稀释度;裂解缓冲液
阅读提示:Methods: Western blot analysis; Figure legends Fig. 2, 4
RNA-seq分析
细胞系;药物浓度;处理时间;生物学重复数;测序平台;差异基因筛选标准
阅读提示:Methods: RNA sequencing (RNA-Seq) analysis
铁死亡机制验证
细胞系;药物浓度;处理时间;外源性7-DHC浓度(30 µM);脂质过氧化探针使用;FerroOrange探针使用
阅读提示:Methods: Fluorescence microscopy of autophagic vacuoles; Lipid peroxidation assay; Fluorescence imaging of intracellular ferrous iron; Figure legends Fig. 4E、F, 8C、D