戈舍瑞林通过PI3K/AKT信号通路上调叉头盒蛋白O1促进上皮性卵巢癌细胞凋亡

Goserelin promotes the apoptosis of epithelial ovarian cancer cells by upregulating forkhead box O1 through the PI3K/AKT signaling pathway.

作者信息Ning Zhang, Junjun Qiu, Tingting Zheng, Xiaodan Zhang, Keqin Hua, Ying Zhang
PMID29286125
期刊Oncol Rep
发布时间2018-03
DOI10.3892/or.2017.6159

实验完整度

包含体外细胞实验(凋亡检测、PCR芯片、siRNA敲低、蛋白检测)及体内异种移植瘤模型,并进行功能验证和机制验证,证据层级完整。

主要模型

人EOC细胞系SKOV3、SKOV3-ip、A2780 SKOV3细胞裸鼠皮下异种移植瘤模型

重点核对

戈舍瑞林浓度:10^-4 mol/l用于凋亡实验及机制研究 处理时间:48 h(流式、PCR、Western blot),其他时间点24、72 h 细胞株:SKOV3、SKOV3-ip、A2780均表达GnRHR FOXO1-siRNA和AKT-siRNA敲低实验(75 pmol siRNA + 5 µl Lipofectamine 2000) 体内给药:100 µg戈舍瑞林皮下注射,每日一次,共19天

摘要

促性腺激素,包括黄体生成素(LH)和卵泡刺激素(FSH),根据“促性腺激素理论”有利于卵巢癌的生长,并受促性腺激素释放激素(GnRH)的调节。本研究旨在探讨GnRH激动剂戈舍瑞林对上皮性卵巢癌(EOC)细胞凋亡的影响及其体外和体内机制。通过流式细胞术、Hoechst染色和TUNEL染色,我们证明戈舍瑞林在体外和体内均促进EOC细胞凋亡。通过人类凋亡基因PCR芯片,我们验证了戈舍瑞林促进EOC细胞凋亡与肿瘤坏死因子(TNF)和TNF受体超家族成员的上调有关,这些成员已被确定为叉头盒蛋白O1(FOXO1)的下游靶标。戈舍瑞林增强FOXO1表达,siRNA介导的FOXO1敲低消除了戈舍瑞林诱导的凋亡。此外,戈舍瑞林降低AKT活性,戈舍瑞林上调FOXO1依赖于磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/AKT通路。在体内,PI3K/AKT/FOXO1通路关键因子的表达与体外观察一致。总之,我们的数据表明戈舍瑞林可能通过PI3K/AKT信号通路上调FOXO1促进EOC细胞凋亡。我们认为GnRH激动剂可能是潜在的抗肿瘤药物,PI3K/AKT-FOXO1通路的关键因子也可能成为治疗EOC的新靶点。

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
戈舍瑞林能否促进EOC细胞凋亡,其分子机制是否涉及PI3K/AKT/FOXO1信号通路
核心机制
戈舍瑞林通过抑制PI3K/AKT信号通路(降低p-AKT水平)上调FOXO1,进而促进EOC细胞凋亡
主要证据
体外实验显示戈舍瑞林增加凋亡细胞比例(流式、Hoechst)、上调cleaved-caspase-3/cleaved-PARP、增加FOXO1表达;FOXO1-siRNA消除凋亡;AKT-siRNA增加FOXO1;体内移植瘤TUNEL染色和免疫组化证实p-AKT降低、FOXO1和GnRHR升高
研究意义
GnRH激动剂可能是潜在的抗肿瘤药物,PI3K/AKT-FOXO1通路的关键因子可能为EOC治疗提供新的靶点

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

体外细胞培养及戈舍瑞林刺激

评估戈舍瑞林对EOC细胞凋亡的影响

人EOC细胞系SKOV3、SKOV3-ip和A2780培养于RPMI-1640培养基(含10% FBS),饥饿18小时后,用不同浓度戈舍瑞林(10^-9至10^-3 mol/l)或10^-4 mol/l处理不同时间(24、48、72小时),PBS作为对照。

2

凋亡检测

检测戈舍瑞林对EOC细胞凋亡的促进作用

使用流式细胞术(Annexin V-PE/7-AAD染色)、Hoechst染色观察凋亡小体,并通过Western blot检测cleaved-caspase-3和cleaved-PARP的表达。

3

鉴定凋亡相关基因表达变化

探索戈舍瑞林影响EOC细胞凋亡的下游分子事件

使用人凋亡基因PCR芯片(RT2 Profiler PCR Array)筛选差异表达基因,并通过qRT-PCR和Western blot验证TNF和TNF受体超家族成员(如TNFRSF9、TNFRSF1B、TNFSF8)的表达。

4

验证FOXO1及PI3K/AKT通路的作用

验证戈舍瑞林通过PI3K/AKT通路上调FOXO1促进凋亡

通过Western blot检测FOXO1和p-AKT表达;使用siRNA敲低FOXO1或AKT,观察戈舍瑞林促凋亡效应及FOXO1表达变化。

5

体内异种移植瘤实验

验证戈舍瑞林在体内对肿瘤凋亡及PI3K/AKT/FOXO1通路的影响

将SKOV3细胞皮下接种至裸鼠,每日皮下注射戈舍瑞林或生理盐水,19天后处死,取瘤组织进行TUNEL染色和免疫组化检测FOXO1、AKT、p-AKT和GnRHR表达。

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
RPMI-1640培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
醋酸戈舍瑞林Sigma-Aldrich--
Annexin V-PE凋亡检测试剂盒BD Biosciences--
Hoechst染色试剂盒Beyotime Institute of Biotechnology--
RIPA裂解液----
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime Institute of Biotechnology--
ECL检测系统Thermo Fisher Scientific--
兔抗cleaved-caspase-3单克隆抗体Cell Signaling Technology9664
兔抗p-AKT (Ser473)单克隆抗体Cell Signaling Technology4060
兔抗AKT单克隆抗体Cell Signaling Technology4691
兔抗FOXO1单克隆抗体Cell Signaling Technology2880
兔抗BIK多克隆抗体Cell Signaling Technology4592
兔抗TNFRSF9多克隆抗体Cell Signaling Technology62634
兔抗GnRHR多克隆抗体Abcamab183079
兔抗cleaved-PARP单克隆抗体Abcamab32064
兔抗CIDEA多克隆抗体Abcamab151577
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
Opti-MEM培养基----
RNeasy Mini试剂盒Qiagen--
RT2第一链合成试剂盒Qiagen--
RT2 Profiler PCR芯片Qiagen--
ABI 7000实时荧光定量PCR仪Applied Biosystems--
RT-PCR试剂盒Takara Bio--
CM-DiI细胞标记物Invitrogen--
Histostain-Plus免疫组化试剂盒NeoBioscience--
TUNEL凋亡检测试剂盒Roche Diagnostics--
Stata 14.0StataCorp LP--
GraphPad Prism 6.0GraphPad Software Inc.--

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
细胞培养与戈舍瑞林刺激
细胞系(SKOV3、SKOV3-ip、A2780)来源与鉴定;培养基(RPMI-1640+10%FBS);饥饿时间(18h);戈舍瑞林浓度(10^-4 M);处理时间(24/48/72h)
阅读提示:见Materials and methods部分的Cell lines and reagents和Goserelin stimulation
凋亡检测
Annexin V-PE/7-AAD染色步骤(细胞密度1×10^6/ml,5µl染料,孵育15min);Hoechst染色步骤(5min)
阅读提示:见Materials and methods部分的Apoptosis assay
Western blot
蛋白上样量(40µg/lane);抗体稀释比(1:1000);孵育条件(4°C过夜)
阅读提示:见Materials and methods部分的Western blotting
siRNA转染
siRNA序列(FOXO1-siRNA和AKT-siRNA,见表I);siRNA用量(75pmol);Lipofectamine 2000用量(5µl);转染后处理(10^-4 M戈舍瑞林48h)
阅读提示:见Materials and methods部分的siRNA and cell transfection及表I
体内异种移植瘤实验
动物品系(SPF雌性裸鼠,5周龄,18-20g);细胞接种量(1×10^7细胞/ml);戈舍瑞林剂量(100µg/200µl NS,皮下注射每日一次);处理时间(19天);定量方法(TUNEL、IHC和IRS评分)
阅读提示:见Materials and methods部分的In vivo study和Immunohistochemistry (IHC) and TUNEL staining