La ruscogenina inibisce selettivamente la vitalità e la proliferazione delle cellule del carcinoma nasofaringeo
Lo studio ha innanzitutto analizzato l'effetto della ruscogenina (Rus) sulla vitalità sia delle cellule epiteliali nasofaringee normali (NP69) che delle cellule di carcinoma nasofaringeo (NPC) (C666-1). Secondo i risultati del saggio CCK-8, il trattamento con Rus a concentrazioni di 10, 20 e 50 µM non ha mostrato tossicità significativa sulle cellule normali NP69. Al contrario, la ruscogenina (Rus) ha compromesso in modo significativo la sopravvivenza delle cellule tumorali C666-1 in maniera dipendente sia dalla concentrazione sia dal tempo di incubazione. L'attività citotossica più marcata è stata osservata a 50 µM (p < 0,001) (Figura 1B-C). Successivamente, è stato eseguito il saggio di formazione di colonie per valutare la sopravvivenza clonogenica delle cellule C666-1 dopo il trattamento con Rus, i cui risultati hanno mostrato che Rus inibisce in modo altamente significativo la sopravvivenza clonogenica delle cellule C666-1 in maniera dose-dipendente (Figura 1D). Per confermare questi risultati a livello molecolare, è stata analizzata mediante Western blot l'espressione delle proteine legate alla proliferazione Ki67 e PCNA (Figura 1E). Questi risultati dimostrano che la ruscogenina esercita un effetto anti-proliferativo selettivo per le cellule NPC rispetto alle cellule epiteliali nasofaringee normali. Tale selettività è stata ulteriormente confermata dalla riduzione significativa e dose-dipendente dei livelli proteici di Ki67 e PCNA nelle cellule C666-1 (p < 0,001 a 50 µM) (Figura 1E).
La ruscogenina inibisce la migrazione e l'invasione delle cellule C666-1
Poiché la metastasi è una caratteristica chiave dei tumori maligni, lo studio ha successivamente esplorato l'impatto di Rus sulle capacità migratorie e invasive delle cellule C666-1. Il saggio del "wound scratch" ha rivelato che il trattamento con Rus inibisce in modo significativo la capacità di guarigione della ferita da parte delle cellule C666-1 in maniera dose-dipendente (p < 0,001 per 50 µM), suggerendo una riduzione della migrazione cellulare (Figura 2A). Analogamente, il saggio transwell ha mostrato che il numero di cellule invasive è notevolmente diminuito dopo il trattamento con Rus, con un effetto altamente significativo a concentrazioni più elevate (p < 0,001 per 50 µM) (Figura 2B). Questo effetto inibitorio è ulteriormente confermato dall'analisi mediante western blot delle metalloproteasi della matrice (MMP). La ruscogenina riduce in modo dose-dipendente l'espressione di MMP2 e MMP9 nelle cellule C666-1, raggiungendo un'elevata significatività statistica a 50 µM (p < 0,001) (Figura 2C). Questi risultati dimostrano che Rus sopprime in modo efficace la migrazione e l'invasione delle cellule del carcinoma nasofaringeo (NPC) con un'elevata significatività statistica.
La ruscogenina induce apoptosi nelle cellule C666-1
Per determinare se la riduzione osservata nella vitalità cellulare fosse dovuta alla morte cellulare programmata, lo studio ha valutato il livello di apoptosi. La citometria a flusso ha confermato che la ruscogenina promuove in modo potente l'apoptosi nelle cellule C666-1 in maniera dose-dipendente, un effetto altamente significativo a 50 µM (p < 0,001) (Figura 3A). Tale effetto è stato accompagnato da un aumento corrispondente e statisticamente significativo dell'attività della caspasi-3, un enzima chiave nell'effettuazione della cascata apoptotica (p < 0,001 a 50 µM) (Figura 3B). Per approfondire ulteriormente il meccanismo apoptotico, sono state valutate alcune proteine regolatrici chiave. L'analisi mediante Western blot ha dimostrato che il trattamento con ruscogenina induce un significativo spostamento dose-dipendente verso uno stato pro-apoptotico, riducendo notevolmente l'espressione della proteina anti-apoptotica Bcl-2 e aumentando l'espressione della proteina pro-apoptotica Bax (p < 0,001 a 50 µM) (Figura 3C). Questi significativi cambiamenti nell'espressione proteica confermano ulteriormente che Rus induce apoptosi nelle cellule C666-1.
La ruscogenina promuove la ferroptosi nelle cellule C666-1 mediante la riduzione della regolazione di KDM1A
Lo studio ha quindi indagato la ferroptosi e la sua connessione con la proteina KDM1A. Inizialmente si è osservato che il trattamento con Rus riduceva in modo dose-dipendente e significativo l'espressione di KDM1A nelle cellule C666-1 (p < 0,001 per 50 µM) (Figura 4A), e l'analisi di docking molecolare ha predetto un'interazione diretta tra Rus e la proteina KDM1A (Figura 4B). Per stabilire un legame causale, le cellule C666-1 sono state trasfettate per sovraesprimere significativamente KDM1A (p < 0,001) (Figura 4C). I risultati hanno mostrato che il trattamento con Rus da solo aumentava significativamente i marcatori della ferroptosi, inclusa la produzione di TBARS (p < 0,001), l'accumulo di ROS lipidici (p < 0,001) e il livello di ferro ferroso intracellulare (Fe2⁺). In modo cruciale, la sovraespressione di KDM1A ha significativamente invertito questi effetti, riducendo i livelli di questi marcatori della ferroptosi nelle cellule trattate con Rus (p < 0,001 per tutti i confronti) (Figura 4D–F).
Inoltre, l'analisi delle principali proteine associate alla ferroptosi ha rivelato che il trattamento con Rus ha ridotto in modo significativo i livelli di SLC7A11 e GPX4, aumentando contemporaneamente quelli di ACSL4 e TFR1 (p < 0,001 per tutti). La sovraespressione di KDM1A ha contrastato in modo significativo questi cambiamenti (p < 0,001 per tutti), ripristinando l'espressione di queste proteine verso i livelli basali (Figura 4G). Questi dati suggeriscono fortemente che Rus promuove la ferroptosi nelle cellule NPC riducendo la regolazione di KDM1A.
L'overespressione di KDM1A inverte gli effetti inibitori della Ruscogenina sulla proliferazione, migrazione e invasione delle cellule NPC
Per confermare che gli effetti antitumorali di Rus siano mediati attraverso KDM1A, sono stati eseguiti esperimenti di recupero. L'iperespressione di KDM1A ha contrastato significativamente gli effetti antiproliferativi della Ruscogenina nelle cellule C666-1, come confermato da saggi di vitalità cellulare e di formazione di colonie (Figura 5A–B). Analogamente, la marcata riduzione indotta da Rus nei livelli proteici di Ki67 e PCNA è stata parzialmente ma significativamente ripristinata dall'iperespressione di KDM1A (p < 0,001) (Figura 5C). Inoltre, l'attività antitumorale potente in termini di inibizione della migrazione e dell'invasione cellulare esercitata dalla Ruscogenina (p < 0,001) è stata annullata dall'iperespressione di KDM1A. Sia il saggio del "wound scratch" che il saggio transwell hanno mostrato un recupero significativo delle capacità migratorie e invasive nelle cellule che iperesprimono KDM1A (p < 0,001) (Figura 5D). Tale recupero è stato accompagnato da un ripristino significativo dell'espressione proteica di MMP2 e MMP9 (p < 0,001) (Figura 5E).
L'overespressione di KDM1A attenua l'apoptosi indotta da ruscogenina nelle cellule C666-1
Infine, lo studio ha esaminato se KDM1A svolga un ruolo anche nell'apoptosi indotta da Rus. L'analisi mediante citometria a flusso e i saggi di attività della caspasi-3 hanno dimostrato che il trattamento con KDM1A attenua significativamente l'effetto pro-apoptotico di Rus (p < 0,001), portando a un tasso apoptotico inferiore e a una ridotta attività della caspasi-3 rispetto alle cellule trattate soltanto con Rus (Figura 6A–B). Questo risultato è stato confermato anche mediante Western blot, in cui la sovraespressione di Rus ha modificato significativamente l'espressione di Bcl-2 e Bax nelle cellule del carcinoma nasofaringeo, mentre la sovraespressione di KDM1A ha notevolmente invertito le alterazioni indotte da Rus nell'espressione di Bcl-2 e Bax (p < 0,001) (Figura 6C), spostando l'equilibrio da sopravvivenza cellulare a morte cellulare (Figura 6C). Pertanto, gli esperimenti di recupero hanno dimostrato che la ruscogenina inibisce la proliferazione e l'invasione e induce apoptosi e ferroptosi nelle cellule del carcinoma nasofaringeo, e gli effetti mediati dalla ruscogenina sono significativamente dipendenti dalla downregolazione di KDM1A.
DISPONIBILITÀ DEI DATI:
I dati grezzi che supportano le conclusioni di questo articolo sono disponibili liberamente nel repository Zenodo all'indirizzo https://doi.org/10.5281/zenodo.21852421.

Figura 1: La ruscogenina inibisce selettivamente la vitalità e la proliferazione delle cellule del carcinoma nasofaringeo (n = 3). (A) La struttura chimica della ruscogenina (Rus). (B) È stato utilizzato un saggio con il kit per il conteggio cellulare (CCK-8) per misurare la vitalità delle cellule epiteliali nasofaringee normali NP69 dopo un trattamento di 24 ore con diverse concentrazioni di Rus. (C) Le cellule NPC C666-1 sono state trattate con le concentrazioni indicate di Rus per 24, 48 o 72 ore e la loro vitalità è stata successivamente determinata mediante saggio CCK-8. (D) Sopravvivenza clonogenica delle cellule C666-1 dopo un'esposizione di 14 giorni a Rus. Il pannello mostra immagini rappresentative e la corrispondente quantificazione. (E) I livelli di espressione delle proteine associate alla proliferazione Ki67 e PCNA nelle cellule C666-1 sono stati analizzati mediante Western blot dopo un trattamento di 24 ore con Rus, con la quantificazione riportata sotto. I valori rappresentano la media ± deviazione standard (SD) di tre esperimenti separati. I dati sono presentati come media ± deviazione standard (SD) di tre esperimenti indipendenti (n = 3). La significatività statistica è stata determinata mediante analisi della varianza unidirezionale (one-way ANOVA) con test post hoc di Tukey. * p < 0,05, ** p < 0,01 e *** p < 0,001 tra i gruppi indicati. Cliccare qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.

Figura 2: La ruscogenina inibisce la migrazione e l'invasione delle cellule C666-1 (n = 3). (A) È stato eseguito un saggio di guarigione della ferita per valutare l'abilità migratoria delle cellule C666-1. Le immagini rappresentative sono state acquisite a 0 e 24 h dopo il trattamento con diverse concentrazioni di Rus. Il grafico mostra la quantificazione della velocità di migrazione cellulare. (B) È stato effettuato un saggio Transwell per valutare l'abilità invasiva delle cellule C666-1 trattate con Rus. Le immagini rappresentative mostrano le cellule colorate che hanno invaso la membrana rivestita con Matrigel. Il grafico mostra la quantificazione delle cellule invase. (C) Analisi mediante Western blot e relativa quantificazione delle proteine associate alla migrazione e all'invasione, matrix metalloproteinasi 2 (MMP2) e matrix metalloproteinasi 9 (MMP9), nelle cellule C666-1. I dati sono espressi come media ± deviazione standard (DS) di tre esperimenti indipendenti (n = 3). La significatività statistica è stata determinata mediante analisi della varianza unidirezionale (ANOVA) con test post hoc di Tukey. * p < 0,05, ** p < 0,01 e *** p < 0,001 tra i gruppi indicati. Cliccare qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.

Figura 3: La ruscogenina induce apoptosi nelle cellule C666-1 (n = 3). (A) L'apoptosi nelle cellule C666-1 trattate con diverse concentrazioni di Rus è stata analizzata mediante citometria a flusso utilizzando la colorazione con Annexin-V-fluorescein isothiocyanate/propidium iodide (Annexin-V-FITC/PI). Il grafico mostra la quantificazione della percentuale di cellule apoptotiche (l'apoptosi totale è stata calcolata come somma delle popolazioni in apoptosi precoce e tardiva, Q3 + Q2). (B) L'attività della caspasi-3, una caspasi esecutrice dell'apoptosi, è stata misurata nelle cellule C666-1 trattate con Rus. (C) Analisi mediante Western blot e quantificazione della proteina anti-apoptotica Bcl-2 e della proteina pro-apoptotica Bax. Le variazioni contrastanti nei livelli di espressione di Bax e Bcl-2 indicano un effetto pro-apoptotico. I dati sono espressi come media ± deviazione standard (DS) di tre esperimenti indipendenti (n = 3). La significatività statistica è stata determinata mediante analisi della varianza unidirezionale (one-way ANOVA) con test post hoc di Tukey. * p < 0,05, ** p < 0,01 e *** p < 0,001 tra i gruppi indicati. Cliccare qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Figura 4: La ruscogenina promuove la ferroptosi in cellule C666-1 mediante la downregolazione della lisina-specifica demetilasi 1A (KDM1A) (n = 3). (A) Immunoblotting che mostra la downregolazione dipendente dalla dose della proteina KDM1A indotta da Rus.BSimulazione di docking molecolare che mostra l'interazione di legame prevista tra Ruscogenina e KDM1A.C) Analisi di RT-qPCR (reazione a catena della polimerasi quantitativa con trascrizione inversa) e di Western blot per la validazione dell'efficacia della trasfezione del plasmide di sovraespressione di KDM1A (oe-KDM1A) a livello di mRNA e di proteina, rispettivamente.D–G) Le cellule C666-1 sono state trattate con Rus (50 µM) con o senza sovraespressione di KDM1A. (DQuantificazione della perossidazione lipidica mediante saggio delle sostanze reattive all'acido tiobarbiturico (TBARS). (E) Rilevamento della perossidazione lipidica mediante la sonda BODIPY 581/591 C11. Il rapporto tra fluorescenza verde/rossa riportato in grafico indica il livello di perossidazione lipidica.F) Rilevamento del Fe intracellulare2⁺ utilizzando la sonda Phen Green SK. (G) Analisi mediante Western blot di proteine chiave regolatrici della ferroptosi (SLC7A11, GPX4, ACSL4 e TFR1). I dati sono espressi come media ± deviazione standard (DS) di tre esperimenti indipendenti (n = 3). La significatività statistica è stata determinata mediante analisi della varianza unidirezionale (one-way ANOVA) con test post hoc di Tukey. * p < 0.05, ** p < 0,01 e *** p < 0,001 tra i gruppi indicati.

Figura 5: L'overespressione di KDM1A inverte gli effetti inibitori della Ruscogenina sulla proliferazione, migrazione e invasione delle cellule del carcinoma nasofaringeo (NPC) (n = 3). Le cellule C666-1 sono state suddivise in quattro gruppi: Controllo, Rus (50 µM), Rus + oe-NC (vettore vuoto) e Rus + oe-KDM1A. (A) La vitalità cellulare è stata valutata mediante saggio CCK-8. (B) La capacità proliferativa è stata valutata mediante saggio di formazione di colonie. (C) Analisi mediante Western blot dei marcatori di proliferazione, come Ki-67 (Ki67) e antigene nucleare delle cellule in proliferazione (PCNA). (D) La migrazione e l'invasione cellulare sono state valutate mediante saggi di guarigione della ferita (wound healing) e transwell, rispettivamente. (E) Analisi mediante Western blot delle proteine associate alla migrazione MMP2 e MMP9. I dati sono espressi come media ± deviazione standard (DS) di tre esperimenti indipendenti (n = 3). La significatività statistica è stata determinata mediante ANOVA a un fattore con test post hoc di Tukey. * p < 0,05, ** p < 0,01 e *** p < 0,001 tra i gruppi indicati. Cliccare qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.

Figura 6: L'overespressione di KDM1A attenua l'apoptosi indotta da Ruscogenina nelle cellule C666-1 (n = 3). Le cellule sono state trattate come descritto nella Figura 5. (A) Le cellule apoptotiche sono state quantificate mediante citometria a flusso dopo colorazione con Annexin-V/PI. La percentuale totale di cellule apoptotiche è stata calcolata come somma delle popolazioni in apoptosi precoce e tardiva (Q3 + Q2). (B) L'attività della caspasi-3 è stata misurata per valutare il grado di esecuzione dell'apoptosi. (C) È stata eseguita un'analisi mediante Western blot per determinare i livelli di espressione delle proteine legate all'apoptosi Bcl-2 e Bax. I dati sono espressi come media ± deviazione standard (DS) di tre esperimenti indipendenti (n = 3). La significatività statistica è stata determinata mediante ANOVA a un fattore con test post hoc di Tukey. * p < 0,05, ** p < 0,01 e *** p < 0,001 tra i gruppi indicati. Cliccare qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.