远志皂苷元通过SIRT5调节琥珀酰化抑制肝细胞癌细胞的致瘤性

Tenuigenin regulates succinylation via SIRT5 for suppressing the tumorigenicity of hepatocellular carcinoma cells.

作者信息Yifan Yan, Chang Liu, Jiao Luo, Lianhong Pan
PMID42110557
发布时间2026-04-24
DOI10.3389/fphar.2026.1756680

实验完整度

包含体外细胞实验(CCK8、流式、Western blot)、组学分析(RNA-seq、LC-MS)、 Seahorse代谢分析、体内裸鼠移植瘤模型及病理分析,并进行SIRT5敲低/过表达功能验证,证据层级丰富。

主要模型

Hep3B肝癌细胞系 HCCLM3肝癌细胞系 裸鼠Hep3B细胞皮下移植瘤模型

重点核对

TEN浓度10、20、50 μM处理48 h CDDP 2 μg/mL作为阳性对照 体内TEN给药剂量5、10、15、20 mg/kg,每日腹腔注射 SIRT5 siRNA序列和过表达载体转染验证 RNA-seq和LC-MS样本重复数n=3和n=6

摘要

远志皂苷元是从远志根中提取的活性成分,据报道具有抗失眠、抗遗忘、神经保护和抗炎作用。本研究旨在探讨TEN对肝细胞癌细胞系Hep3B和HCCLM3的抗肿瘤作用及其潜在分子机制,采用CCK8、qRT-PCR、流式细胞术、RNA测序和LC-MS进行体外实验,并通过肿瘤异种移植模型进行体内实验。结果表明,TEN在体内和体外均具有强抗肿瘤作用,通过抑制S期细胞周期进入和迁移,并促进Hep3B和HCCLM3细胞凋亡,显著抑制HCC细胞增殖。体内实验中,TEN通过降低Ki67和BCL2表达显著抑制肿瘤生长。机制探讨发现,通过抑制琥珀酸代谢物合成干扰中心碳代谢是这些变化的中介,提示TEN处理影响了癌细胞代谢途径。此外,TEN显著增加去琥珀酰化酶SIRT5的表达,导致整体琥珀酰化和特异性组蛋白H3赖氨酸122琥珀酰化(H3K122su)水平降低,同时调节HCC细胞中的ERK/JNK信号通路。结论:TEN通过靶向SIRT5-琥珀酰化在HCC细胞中发挥抗肿瘤作用,因此TEN是用于HCC靶向治疗的强力潜在候选抗肿瘤药物。

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
TEN是否具有抗肝细胞癌作用,其分子机制是否涉及SIRT5介导的琥珀酰化及代谢重编程?
核心机制
TEN通过上调去琥珀酰化酶SIRT5表达,降低琥珀酸水平及总体和H3K122位点琥珀酰化,同时抑制ERK/JNK信号通路,从而抑制HCC细胞增殖和迁移并促进凋亡。
主要证据
体外CCK8、克隆形成、流式细胞术、Transwell和TUNEL实验显示TEN抑制增殖和迁移并诱导凋亡;RNA-seq和LC-MS显示中心碳代谢及琥珀酸代谢改变;Western blot验证SIRT5表达及信号通路蛋白;体内移植瘤实验显示TEN抑制肿瘤生长且降低Ki67和BCL2表达。
研究意义
首次表明TEN-SIRT5轴通过调节琥珀酰化和ERK/JNK信号通路调控HCC细胞的致瘤行为,支持TEN作为HCC治疗候选药物的潜力,为靶向琥珀酰化的天然化合物研究提供依据。

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

体外抗肿瘤活性筛选

评估TEN对HCC细胞活力、增殖和形态的影响

Hep3B和HCCLM3细胞以不同浓度TEN处理48 h,CCK8检测细胞活力,显微镜观察形态,克隆形成实验检测增殖能力。

2

转录组分析

鉴定TEN处理后HCC细胞中差异表达基因及富集通路

HCCLM3细胞经TEN(20 μM)处理48 h后提取RNA进行RNA-seq,分析DEGs,并进行GO和KEGG富集分析。

3

细胞周期和凋亡检测

验证TEN对HCC细胞周期和凋亡的影响

流式细胞术检测细胞周期和凋亡,qRT-PCR和Western blot检测细胞周期和凋亡相关基因表达,TUNEL染色观察凋亡。

4

细胞迁移检测

评估TEN对HCC细胞迁移能力的影响

划痕实验和Transwell实验检测细胞迁移,qRT-PCR和Western blot检测迁移相关蛋白表达。

5

代谢组学及代谢通量分析

分析TEN对HCC细胞中心碳代谢及琥珀酸水平的影响

LC-MS检测代谢物变化,Seahorse分析氧化磷酸化,验证代谢通路变化。

6

琥珀酰化及信号通路蛋白检测

探究TEN对琥珀酰化修饰和ERK/JNK信号通路的影响

Western blot检测琥珀酰化水平(Ksu)、H3K122su和HO-1,以及p-ERK、p-p38、p-JNK蛋白表达,并使用抑制剂NAC和U0126验证通路。

7

SIRT5功能验证

验证SIRT5在TEN调控琥珀酰化和细胞功能中的关键作用

使用siRNA敲低SIRT5和过表达载体(oe-SIRT5),检测琥珀酰化水平、细胞迁移和增殖。

8

体内抗肿瘤实验

评估TEN在体内的抗肿瘤效果

将Hep3B细胞注射到裸鼠腋下建立移植瘤模型,腹腔注射不同浓度TEN或溶剂对照,测量肿瘤体积和重量,并进行组织学分析。

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
杜氏改良Eagle培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素-链霉素Gibco--
远志皂苷元MedChemExpressC30H45ClO6
二甲基亚砜----
CCK-8试剂盒Dojindo--
RNase ASigma Aldrich--
碘化丙啶BD--
FITC标记的Annexin VNeoBioscience--
结合缓冲液BD--
DxFLEX流式细胞仪Beckman--
活性氧检测试剂盒Beyotime--
RIPA裂解液Beyotime--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
PVDF膜Millipore--
抗CDK2、CDK4、cyclin D1、N-cadherin、E-cadherin、vimentin、caspase 8、MCL1、survivin、β-actin抗体ZENBIO--
HRP标记的二抗----
ECL化学发光检测系统ZENBIO--
Transwell细胞板(8 μm)Millipore--
TUNEL试剂Mingbo--
EdU检测试剂盒Beyotime--
TRIzol试剂TIANGEN--
转录组测序BGI Co., Ltd.--
ABI 7500实时荧光定量PCR仪ABI--
液相色谱-质谱分析BGI Co., Ltd.--
Lipofectamine 3000转染试剂Thermo Fisher--
基质胶Corning--
顺铂----

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、种子密度、处理浓度、处理时间、CCK-8孵育时间、重复数
阅读提示:Materials and methods 'Cell viability assay' 及图1图注
细胞周期和凋亡
处理浓度和时间、染色剂及孵育时间、流式细胞仪型号
阅读提示:Materials and methods 'Flow cytometry' 及图3、图4图注
细胞迁移检测
划痕方法、Transwell孔径和细胞数、处理时间、染色方法
阅读提示:Materials and methods 'Cell migration assay' 及图5图注
代谢组学分析
样本量、处理浓度和时间、代谢物提取方法、差异代谢物筛选标准
阅读提示:Materials and methods 'Liquid chromatography–mass spectrometry (LC–MS) experimental methodology' 及图6图注
信号通路验证
抑制剂浓度(NAC、U0126)、处理时间、蛋白检测目标
阅读提示:Materials and methods 'Western blot analysis' 及图7图注
体内实验
动物品系、细胞注射数量、肿瘤模型建立、分组和给药方案、肿瘤测量和终点
阅读提示:Materials and methods 'In vivo anti-tumor study and histochemistry analysis' 及图9图注