顺铂(DDP)耐药性限制了肺癌化疗的疗效。本研究旨在阐明β-榄香烯(β-Ele)通过下调LINC00511在A549/DDP细胞中逆转耐药性的机制。体外实验和RNA测序分析表明,该调控作用可抑制有氧糖酵解和Wnt/β-catenin信号通路,为克服化疗耐药性提供了潜在策略。
方法文章
顺铂(DDP)耐药性限制了肺癌化疗的疗效。本研究旨在阐明β-榄香烯(β-Ele)通过下调LINC00511在A549/DDP细胞中逆转耐药性的机制。体外实验和RNA测序分析表明,该调控作用可抑制有氧糖酵解和Wnt/β-catenin信号通路,为克服化疗耐药性提供了潜在策略。
顺铂耐药性显著限制了非小细胞肺癌化疗的疗效,因此亟需开发新的策略以克服这一障碍。 体外 研究旨在阐明β-Ele逆转肺腺癌细胞顺铂耐药性的机制 通过 LINC00511介导的糖酵解和Wnt/β-catenin信号通路。通过质粒转染建立LINC00511过表达或敲低的顺铂耐药人肺腺癌细胞系(A549/DDP)。采用定量逆转录聚合酶链反应(qRT-PCR)检测LINC00511表达水平,以评估转染效率。评估 通过 5-乙炔基-2'-脱氧尿苷(EdU)检测表明,β-榄香烯显著抑制了A549/DDP细胞的增殖。进一步的RNA测序分析显示,β-榄香烯对顺铂耐药性的抑制作用与干扰细胞糖酵解及抑制Wnt/β-catenin信号通路的激活密切相关。对葡萄糖转运蛋白1(GLUT1)、丙酮酸激酶M2型(PKM2)、乳酸脱氢酶A(LDHA)、β-catenin和糖原合成酶激酶3β(GSK-3β)等关键蛋白的Western blot分析表明,β-榄香烯通过下调LINC00511表达,抑制有氧糖酵解并阻断Wnt/β-catenin信号通路的激活,从而逆转顺铂耐药性。综上所述,这些结果表明,β-榄香烯通过靶向LINC00511及其相关的有氧糖酵解/Wnt/β-catenin通路,克服肺癌中的顺铂耐药性。该发现为未来的临床前及临床研究建立了理论框架,同时揭示了潜在的治疗靶点。
在全球恶性肿瘤中,肺癌的发病率和死亡率极高,其特征是支气管上皮细胞发生恶性转化并呈现侵袭性生长1,2根据组织病理学特征,肺癌可分为非小细胞肺癌(NSCLC)和小细胞肺癌(SCLC)。3值得一提的是,非小细胞肺癌约占肺癌总病例的85%4,5作为非小细胞肺癌的一线化疗标准药物,顺铂(DDP)在临床上不可或缺。6然而,临床观察发现,肿瘤细胞可能产生耐药性 通过 多种机制,主要涉及免疫逃逸通路的激活、药物靶点基因的突变以及药物代谢通路的失调7,8,9.
长链非编码RNA(lncRNA)是指长度超过>200个核苷酸(nt)且不具备蛋白质编码能力的转录本10。越来越多的证据表明,lncRNA可通过多种机制逆转肿瘤细胞对顺铂的耐药性,例如作为竞争性内源RNA(ceRNA)吸附miRNA,从而释放其靶基因11,调控细胞凋亡信号通路12,参与DNA损伤修复13,以及调节细胞自噬过程14。此外,随着肿瘤代谢重编程研究的深入,已有大量证据表明lncRNA在此过程中发挥关键调控作用。瓦伯格效应(Warburg effect),即有氧糖酵解,是恶性细胞的基本代谢特征之一15。该效应不仅为细胞快速增殖提供能量,还产生作为生物合成前体的中间代谢物,支持蛋白质和脂质的合成,以满足恶性肿瘤生长的需求16。在肺癌中,已证实lncRNA通过调控有氧糖酵解通路显著影响肿瘤进展及化疗耐药性17,18。
其中,LINC00511 是近年来被广泛研究的一种长链非编码 RNA 分子,已有报道指出其与多种恶性肿瘤的发生和发展密切相关19。这些发现不仅阐明了长链非编码 RNA 参与肿瘤代谢重编程的具体机制,也为靶向长链非编码 RNA 的肿瘤治疗策略提供了理论依据,开辟了潜在的治疗途径。
从莪术(Curcuma zedoaria)根茎中提取的β-榄香烯是一种具有明确抗肿瘤活性的倍半萜类化合物。前期研究表明,β-榄香烯可选择性抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路,并通过靶向肿瘤代谢与顺铂产生协同作用,在非小细胞肺癌小鼠移植瘤模型中显著抑制肿瘤生长。20后续研究表明,β-榄香烯能够抑制非小细胞肺癌细胞的有氧糖酵解 通过 miR-301a-3p/AMPKα 信号轴的调控,导致抗肿瘤效应21根据我们之前的研究结果,已证实LINC00511可减轻肺癌中顺铂的耐药性;然而,其确切的分子作用机制仍有待进一步阐明。
鉴于有氧糖酵解在肿瘤代谢重编程中的关键作用以及LINC00511在肿瘤发生和进展中的重要作用,本研究旨在探讨β-榄香烯是否可通过调控LINC00511介导的有氧糖酵解通路逆转肺癌对顺铂的耐药性。
既往研究表明,β-榄香烯可通过激活凋亡通路22、调控外泌体分泌23以及阻滞细胞周期24来逆转顺铂耐药性并增强其抗肿瘤效应。然而,这些已知机制通常作用广泛,缺乏对特定分子靶点的精确调控,从而限制了其临床转化能力。因此,迫切需要探索更具靶向性、机制明确且具有较强临床转化潜力的新型策略,以克服顺铂耐药问题。与以往侧重于β-榄香烯直接生物学作用的研究不同,本研究通过调控长链非编码RNA(lncRNA)介导的分子通路,系统表征了β-榄香烯对A549/DDP细胞中Warburg代谢及Wnt/β-catenin信号通路的影响,旨在阐明其在肺癌中逆转化疗敏感性的新机制。本文不仅揭示了β-榄香烯通过靶向lncRNA逆转化疗耐药的新途径,也为肺癌的临床干预提供了新的理论依据和潜在治疗靶点。这些发现通过详细阐明特定分子靶标(LINC00511)以及关键信号通路(Warburg和Wnt/β-catenin),显著提升了其临床转化潜力,有望为提高肺癌患者的化疗敏感性、改善生活质量提供坚实的科学依据,并推动肺癌精准治疗策略的发展。
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1. 溶剂配制
2. 细胞培养
3. 质粒转染
| siRNA序列 | ||
| 名称 | 正义链 5'-3' | 反义链 5'-3' |
| LINC00511-Homo-1625 | CAGCUGUGAACUUCCUUUATT | UAAAGGAAGUUCACAGCUGTT |
表1:siRNA序列列表
4. 通过定量逆转录聚合酶链式反应(qRT-PCR)检测转染效率
注意:在转染后24小时(步骤3.3)收集细胞,按照以下步骤进行qRT-PCR检测。所有实验均独立进行三次生物学重复(n = 3)。
| 引物序列 | |
| 引物 | 序列(5'-3') |
| human-LINC00511-F | TTTCCCAGCACAGCTCAATC |
| human-LINC00511-R | TCCCTTCTCCCTCGGTCA |
| GAPDH-F | AATCCCATCACCATCTTCCA |
| GAPDH-R | AAATGAGCCCCAGCCTTCT |
表2:PCR实验的引物序列
5. EdU 检测
6. 葡萄糖含量检测
注意:所有实验均在三个独立的生物学重复中进行(n = 3)。

7. 乳酸含量检测
注意:所有实验均在三个独立的生物学重复中进行(n = 3)。

8. 大量 RNA 测序
9. 通过蛋白质印迹(WB)检测蛋白质表达水平的变化
注意:所有实验均在三个独立的生物学重复中进行(n = 3)。
10. 统计分析
注意:所有实验均在三个独立的生物学重复中进行(n = 3)。
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β-细辛脑显著抑制 A549/DDP 细胞的增殖
在本实验中,β-Ele 和 DDP 的给药浓度是根据我们先前研究的结果确定的20,21。A549/DDP 细胞分别接受 β-Ele 单独处理或联合 DDP 处理,以解析其对 DDP 化疗耐药性的影响。EdU 分析(图 1)结果显示,与空白组相比,24 µM 和 48 µM 的 DDP 显著抑制了 A549/DDP 细胞的增殖(P < 0.01,d = 23.52)。
进一步比较表明,β-Ele(40 µg/mL)与DDP(24 µM和48 µM)联用对...
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本研究聚焦于肺癌中顺铂耐药这一重要的临床问题。肺癌是全球癌症死亡人数最多的疾病,其五年生存率至今仍低于20%29,30。顺铂作为铂类化疗药物的基石,是一种高效、广谱的抗癌药物,通过抑制DNA复制发挥其抗肿瘤作用31。然而,在长期临床应用中发现,约有一半的患者会产生获得性耐药,导致治疗失败和疾病进展16。因此,寻找有效策略以提高肺癌对顺铂的敏感性,对于改善患者的生存率和预后具有重要意义。长链非编码RNA(lncRNA)作为肿瘤多药耐药的多功能调控因子,近年来其在肺癌细胞耐药机制中的作用受到越来越多关注32,33。大量研究已证实,lncRNA在肺癌耐药形成过程中发挥调控作用。例如,Sun等人的研究表明,A549/DDP细胞中lncRNA-XIST表达升高。敲低XIST可通过miR-17/ATG7轴相互作用增强化疗敏...
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所有作者均无利益冲突需要声明。
本研究由吉林省自然科学基金资助,项目编号为YDZJ202401058ZYTS。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| A549/DDP 细胞 | Procell | CL-0519 | 网址:https://www.procell.com.cn/p/a549-ddp--cl-0519 |
| 超净工作台 | 苏州安泰空气技术 | SW-CJ-2FD | 网址:http://www.sz-antai.com |
| BCA 蛋白浓度检测试剂盒 | Solarbio | PC0020 | 网址:https://www.solarbio.com |
| 台式离心机 | Thermo | Pico17 | 网址:https://www.thermofisher.com |
| 细胞培养箱 | Thermo | 3111 | 网址:https://www.thermofisher.com |
| 细胞培养皿 | BIOFIL | TCD000100 | 网址:http://www.biofil.com.cn |
| 化学发光分析仪 | 秦翔仪器 | 4300 | 网址:https://www.clinx.cn/about_us |
| 顺铂 | 阿拉丁 | C295225-250mg | 网址:https://www.aladdin-e.com/ |
| DNBSEQ-T7 基因测序仪 | 华大智造科技有限公司 | T7 | 网址:https://www.mgitech.cn/ |
| EasyPure 微量基因组 DNA 提取试剂盒 | 全式金生物 | EE181-01 | 网址:https://www.transgen.com/ |
| ECL 显色液 | Solarbio | PE0010 | 网址:https://www.solarbio.com |
| EDU 检测试剂盒 | 碧云天 | C0071S | 网址:https://www.beyotime.com |
| 酶标仪 | 德泰生物设备 | HBS-1096A | 网址:https://www.detiebio.cn/ |
| 胎牛血清(FBS) | CLARK | FB15015 | 网址:https://zn.clarkbio.com/ |
| Frag/Prime Buffer | 翊圣生物 | 11277ES | 网址:https://www.yeasen.com/products/detail/2151 |
| GeneMapper 软件 6 | Thermo | Version 6 | 片段分析软件。网址:https://www.thermofisher.cn/ |
| GenReader 平台 | 北京阅微基因技术有限公司 | https://yyigou.com/product/detail/0000037250.html | 用于毛细管电泳的自动化基因分析仪 |
| 葡萄糖检测试剂盒 | 建成生物 | A154-1-1 | 网址:http://www.njjcbio.com |
| GLUT1 多克隆抗体 | Proteintech 集团 | 21829-1-AP | 网址:https://www.ptglab.com |
| GraphPad Prism | GraphPad 软件公司 | Version 8.0.2 | 网址:https://www.graphpad.com |
| GSK-3β 抗体 | Affinity | AF5016 | 网址:https://www.affbiotech.com |
| Ham's F-12K 培养基 | Procell | PM150910 | 网址:https://www.procell.com.cn/ |
| Hieff NGS DNA 分选磁珠 | 翊圣生物 | 12601ES | 网址:https://www.yeasen.com/products/detail/939 |
| HieffNGS mRNA 分离纯化试剂盒 | 翊圣生物 | 12603ZH | 网址:https://www.yeasen.com/products/detail/1119 |
| HRP 标记山羊抗兔 IgG | 赛维尔生物 | GB23303 | 网址:https://www.servicebio.cn |
| 乳酸检测试剂盒 | 建成生物 | A019-2-1 | 网址:http://www.njjcbio.com |
| LDHA 特异性多克隆抗体 | Proteintech 集团 | 19987-1-AP | 网址:https://www.ptglab.com |
| Light Cycler 96 | 罗氏 | LC96 | 网址:https://lifescience.roche.com |
| Lipofectamine 2000 | Invitrogen | 11668-019 | 网址:https://www.thermofisher.com/invitrogen |
| Opti-MEM 培养基 | Gibco | 31985-070 | 网址:https://www.thermofisher.com/gibco |
| 青霉素-链霉素(P/S) | 碧云天 | BL505A | 网址:https://www.biosharp.cn/ |
| PKM2 特异性多克隆抗体 | Proteintech 集团 | 15822-1-AP | 网址:https://www.ptglab.com |
| PMSF | 碧云天 | ST506 | 网址:https://www.beyotime.com |
| PrimeScript RT 试剂盒(完美实时) | TaKaRa | RR037A | 网址:https://www.takarabio.com |
| RIPA 裂解液 | 碧云天 | P0013B | 网址:https://www.beyotime.com |
| 测序平台 | 华大基因(BGI) | DNBSEQ-T7 | 网址:https://www.bgi.com/global |
| TB Green Premix Ex Taq | TaKaRa | RR420A | 网址:https://www.takarabio.com |
| 微量核酸检测仪 | 奥盛仪器 | Nano-100 | 网址:http://www.hzaosheng.com |
| TRIzon PaI | 康为世纪生物 | CW0597S | 网址:https://www.canvaxbiotech.com |
| 胰蛋白酶 | 碧云天 | BL501A | 网址:https://www.biosharp.cn/ |
| 超纯 RNA 提取试剂盒(DNase I) | 康为世纪生物 | CW0597S | 网址:https://www.canvaxbiotech.com |
| β-Actin 抗体 | Proteintech 集团 | 60008-1-Ig | 网址:https://www.ptglab.com |
| β-catenin 抗体 | Affinity | DF6794 | 网址:https://www.affbiotech.com |
| β-榄香烯 | Sigma | 63965-25MG | 网址:https://www.sigmaaldrich.com |
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