Le présent protocole décrit une stratégie globale pour évaluer l’action pharmacologique et le mécanisme du salidroside dans l’inhibition de la prolifération et de la migration des cellules MCF-7.
Article de méthode
Le présent protocole décrit une stratégie globale pour évaluer l’action pharmacologique et le mécanisme du salidroside dans l’inhibition de la prolifération et de la migration des cellules MCF-7.
Le salidroside (Sal) contient des activités pharmacologiques anti-cancérigènes, anti-hypoxiques et anti-inflammatoires. Cependant, ses mécanismes sous-jacents anti-cancer du sein n’ont été qu’incomplètement élucidés. Par conséquent, ce protocole visait à décoder le potentiel de Sal dans la régulation de la voie PI3K-AKT-HIF-1α-FoxO1 dans la prolifération maligne des cellules MCF-7 du cancer du sein humain. Tout d’abord, l’activité pharmacologique de Sal contre MCF-7 a été évaluée par des tests CCK-8 et des tests de grattage cellulaire. De plus, la résistance des cellules MCF-7 a été mesurée par des tests de migration et d’invasion de Matrigel. Pour les tests d’apoptose cellulaire et de cycle, les cellules MCF-7 ont été traitées par étapes avec l’annexine V-FITC/PI et les kits de détection de coloration du cycle cellulaire pour les analyses de cytométrie en flux, respectivement. Les niveaux d’espèces réactives de l’oxygène (ROS) et de Ca2+ ont été examinés par coloration par immunofluorescence DCFH-DA et Fluo-4 AM. Les activités de Na+-K+-ATPase et de Ca2+-ATPase ont été déterminées à l’aide des kits commerciaux correspondants. Les niveaux d’expression des protéines et des gènes dans l’apoptose et la voie PI3K-AKT-HIF-1α-FoxO1 ont été déterminés à l’aide d’analyses Western blot et qRT-PCR, respectivement. Nous avons constaté que le traitement par Sal limitait considérablement la prolifération, la migration et l’invasion des cellules MCF-7 avec des effets dose-dépendants. Pendant ce temps, l’administration de Sal a également forcé de manière spectaculaire les cellules MCF-7 à subir l’apoptose et l’arrêt du cycle cellulaire. Les tests d’immunofluorescence ont montré que Sal stimulait de manière observable la production de ROS et de Ca2+ dans les cellules MCF-7. D’autres données ont confirmé que Sal a favorisé les niveaux d’expression des protéines pro-apoptotiques, Bax, Bim, caspase-9/7/3 clivée et de leurs gènes correspondants. De manière constante, l’intervention de Sal a considérablement réduit l’expression des protéines Bcl-2, p-PI3K/PI3K, p-AKT/AKT, mTOR, HIF-1α et FoxO1 et de leurs gènes correspondants. En conclusion, le Sal peut être utilisé comme composé potentiel dérivé d’herbes pour le traitement du cancer du sein, car il peut réduire la prolifération maligne, la migration et l’invasion des cellules MCF-7 en inhibant la voie PI3K-AKT-HIF-1α-FoxO1.
En tant que l’un des cancers les plus fréquemment diagnostiqués et des tumeurs malignes les plus courantes, les dernières statistiques indiquent que 2,3 millions de cas de cancer du sein sont apparus dans le monde en 2020, ce qui représente 11,7 % de tous les cas de cancer1. Les symptômes courants du cancer du sein comprennent la sensibilité et les picotements des seins, les bosses et la douleur mammaires, l’écoulement du mamelon, l’érosion ou l’enfoncement de la peau et l’hypertrophie des ganglions lymphatiques axillaires 1,2. Plus alarmant encore, le nombre de nouveaux cas et l’incidence globale du cancer du sein continuent d’augmenter à un rythme effréné chaque année, représentant 6,9 % des décès liés au cancer1. À l’heure actuelle, l’intervention contre le cancer du sein implique encore principalement la chimiothérapie, la chirurgie, la radiothérapie et un traitement complet. Bien que le traitement puisse réduire efficacement le taux de récidive et le taux de mortalité des patients, l’application d’un traitement à long terme entraîne souvent une multirésistance aux médicaments, une perte de cheveux sur de grandes surfaces, des nausées et des vomissements, ainsi qu’une charge mentale et psychologique grave 2,3. Notamment, le risque potentiel de métastases d’organes multiples du cancer du sein oblige également les gens à rechercher de nouvelles sources de traitement médicamenteux à base de plantes 4,5.
La signalisation médiée par la phosphoinositide 3 kinase (PI3K) est impliquée dans la croissance, la prolifération et la survie du cancer du sein par épissage qui affecte l’expression de plusieurs gènes6. En tant que protéine de détection de signal en aval de PI3K, de nombreuses preuves suggèrent que la protéine kinase B (AKT) pourrait se coupler avec la protéine cible de la rapamycine (mTOR) chez les mammifères pour augmenter davantage le cancer du sein 7,8,9. De plus, la désactivation de la signalisation PI3K/AKT/mTOR a également été revendiquée comme étant un élément clé dans les médicaments inhibant la prolifération maligne et stimulant l’apoptose dans le cancer du sein10,11,12. Il est bien connu qu’une hypoxie extrême dans le microenvironnement tumoral entraîne une augmentation massive du facteur 1 alpha inductible par l’hypoxie (HIF-1α), ce qui aggrave encore la progression du cancer du sein13,14,15. En parallèle, la stimulation AKT conduit également à une accumulation excessive de HIF-1α, limitant l’apoptose dans les échantillons de cancer du sein16,17. Il est intéressant de noter que l’activation de la signalisation PI3K-AKT-HIF-1α a été confirmée comme étant impliquée dans la progression pathologique et les métastases dans une variété de cancers, y compris le cancer du poumon18, le cancer colorectal19, le cancer de l’ovaire20 et le cancer de la prostate21. En plus d’être orchestrée par HIF-1α, la surexpression du facteur de transcription 1 (FoxO1) est également déclenchée par la stimulation de la signalisation AKT, qui favorise l’arrêt du cycle et l’inhibition de l’apoptose dans les cellules cancéreuses du sein22,23. Ensemble, les preuves solides ci-dessus suggèrent que l’inhibition de la cascade de signalisation PI3K-AKT-HIF-1α-FoxO1 pourrait être une nouvelle cible potentielle pour le traitement médicamenteux du cancer du sein.
Il a été largement démontré que le salidroside (Sal) exerce des activités anticancéreuses24,25, anti-hypoxie26,27,28,29 et des activités pharmacologiques immunostimulantes30. Il s’agit d’une poudre brun clair ou brune facilement soluble dans l’eau, est un type de glycoside phényléthanoïde et a une structure chimique de formule C14H 20 O7 et un poids moléculaire de300,331,32. Des études pharmacologiques modernes ont démontré que Sal peut favoriser l’apoptose des cellules cancéreuses gastriques en restreignant la signalisation PI3K-AKT-mTOR24. D’autres preuves suggèrent également que la suppression de la signalisation PI3K-AKT-HIF-1α par le traitement Sal peut contribuer à l’apoptose des cellules cancéreuses en augmentant leur sensibilité aux agents chimiothérapeutiques25. Les preuves suggèrent également que Sal restreint la migration et l’invasion cellulaires et provoque l’arrêt du cycle en favorisant l’apoptose dans les cellules MCF-7 du cancer du sein humain33,34. Cependant, il reste à voir si Sal peut réguler la signalisation PI3K-AKT-HIF-1α-FoxO1 et inhiber la prolifération maligne des cellules MCF-7. Par conséquent, ce protocole visait à explorer les effets de Sal sur la migration, l’invasion, le cycle cellulaire et l’apoptose des cellules MCF-7 via la voie PI3K-AKT-HIF-1α-FoxO1. Les stratégies de recherche intégrées comprenant des expériences conventionnelles, peu coûteuses et indépendantes, telles que les évaluations de la migration et de l’invasion cellulaires, la détection de l’apoptose et du cycle cellulaire par cytométrie en flux, la détermination des espèces réactives de l’oxygène (ROS) et de la fluorescence du Ca2+, etc., peuvent fournir une référence pour la conception globale des expériences pour la recherche anticancéreuse avec la phytothérapie traditionnelle. Le processus expérimental de cette étude est illustré à la figure 1.
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Les cellules MCF-7 utilisées dans le cadre de la présente étude ont été obtenues à partir d’une source commerciale (voir le tableau des matériaux).
1. Culture cellulaire
2. Test de viabilité cellulaire
REMARQUE : Pour plus de détails sur cette procédure, veuillez vous référer à un rapport précédent27.
3. Migration et invasion cellulaires
REMARQUE : Pour plus de détails sur cette procédure, veuillez vous référer à un rapport précédent35.
4. Évaluation de l’activité de la Na+-K+-ATPase et de laCa 2+-Mg2+-ATPase
5. Analyse par cytométrie en flux de l’apoptose et du cycle cellulaire
REMARQUE : Pour plus de détails sur cette procédure, veuillez vous référer à un rapport précédent31.
6. Coloration par fluorescence DCFH-DA et Fluo-4 AM
REMARQUE : Pour plus de détails sur cette procédure, veuillez vous référer à un rapport précédent29.
7. Transfert Western
8. qRT-PCR
9. Analyse statistique
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Effets du Sal sur l’inhibition de la prolifération excessive et le retard de la cicatrisation des plaies dans les cellules MCF-7
Pour sonder le potentiel de Sal contre le cancer du sein, nous avons d’abord testé ses propriétés anticancéreuses à l’aide de tests de toxicité de prolifération cellulaire et de scratch de la lignée cellulaire MCF-7 du cancer du sein humain. Ces cellules ont été co-incubées avec une série de concentrations de Sal (5-320 μM) pendant 24 h, et la prolifération cellulaire a été ...
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Le cancer du sein touche des personnes de tous âges et entraîne un fardeau physique et mental incalculable ainsi qu’une grande pression économique1. Le cancer du sein, dont la morbidité et la mortalité augmentent chaque année, a également attiré l’attention du monde entier en termes de recherche de thérapies composées efficaces à base de plantes au-delà des traitements conventionnels 4,5. De manière prometteuse, un grand nombre de preuves ...
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Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Ce travail a été soutenu par la Commission de la santé de la province du Sichuan (120025).
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| 1 % pénicilline/streptomycine | HyClone | SV30010 | |
| Anticorps AKT | ImmunoWay Biotechnology Company | YT0185 | |
| Annexine V-FITC/PI kit | MultiSciences Biotech Co., Ltd. | AP101 | |
| Lecteur automatique de microplaques | Molecular Devices | SpectraMax iD5 | |
| Bax | anticorps Cell Signaling Technology, Inc. | #5023 | |
| BCA kit | Biosharp Life Sciences | BL521A | |
| Bcl-2 anticorps | Cell Signaling Technology, Inc. | #15071 | |
| Technologie de signalisation cellulaire d’anticorps | Bim | #2933 | |
| Ca2+&ndash ; Kit de dosage ATPase | Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute | A070-4-2 | |
| Kit de comptage cellulaire-8 | Biosharp Life Sciences | BS350B | |
| Kit de coloration du cycle cellulaire | MultiSciences Biotech Co., Ltd. | CCS012 | |
| Caspase-3 clivée | Technologie de signalisation cellulaire, Inc. | #9661 | |
| caspase-7 clivée | Cell Signaling Technology, Inc. | #8438 | |
| caspase-9 clivée | Technologie de signalisation cellulaire, Inc. | #20750 | |
| Cristal violet solution | Beyotime Biotechnology | C0121 | |
| DMEM milieu de culture à haute teneur en glucose | Servicebio Technology Co., Ltd. | G4510 | |
| Chlorhydrate de doxorubicine | MedChemExpress | HY-15142 | |
| ECL solution chimiluminescente | Biosharp Life Sciences | BL520B | |
| Sérum fœtal bovin | Procell Life Science & Technology Co., Ltd. | 164210 | |
| Cytomètre | en flux BD | FACSCanto | |
| Fluo-4 AM | Beyotime Biotechnology | S1060 | |
| Anticorps FoxO1 | ImmunoWay Biotechnology Company | YT1758 | |
| Anticorps secondaire IgG anti-lapin | MultiSciences Biotech Co., Ltd. | 70-GAR0072 | |
| GraphPad Prism logiciel | La Jolla | Version 6.0 | |
| HIF-1&alpha ; anticorps | Affinity Biosciences | BF8002 | |
| Lignée cellulaire du cancer du sein humain MCF-7 | Procell Life Science & Technology Co., Ltd. | CL-0149 | |
| Tampon de chargement | Biosharp Life Sciences | BL502B | |
| LY294002 | MedChemExpress | HY-10108 | |
| Matrigel | Thermo ; | ||
| anticorps mTOR | Servicebio Technology Co., Ltd. | ||
| Na+&ndash ; K+&ndash ; Kit de dosage ATPase | Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute | A070-2-2 | |
| Microscope optique | Olympus | IX71PH | |
| p-AKT anticorps | ImmunoWay Biotechnology Company | YP0006 | |
| PI3K anticorps | Servicebio Technology Co., Ltd. | ||
| Anticorps p-PI3K | Affinity Biosciences | AF3241 | |
| Système d’imagerie quantitative par western blot Touch | Image Pro | eBlot | |
| Transcription inverse premier brin kit de synthèse de l’ADNc | Servicebio Technology Co., Ltd. | G3330-100 | |
| ROS kit de dosage | Beyotime Biotechnology | S0033S | DCFH-DA la sonde de fluorescence est incluse ici |
| Salidroside | Chengdu Herbpurify Co., Ltd. | H-040 | |
| Kit SDS-PAGE | Servicebio Technology Co., Ltd. | G2003-50T | |
| Kit d’isolement de l’ARN total | Foregene | RE-03014 | |
| Trypsine | HyClone | SH30042.01 | |
| &beta ;-actine | Affinity Biosciences | AF7018 |
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