シスプラチン (DDP) 耐性は、肺がんにおける化学療法の有効性を制限します。この研究は、β-エレメン(β-Ele)がLINC00511をダウンレギュレートすることによってA549/DDP細胞の耐性をどのように逆転させるかを解明することを目的としていました。 in vitro および RNA-seq 分析では、この調節が好気性解糖と Wnt/β-カテニン シグナル伝達を阻害し、化学療法抵抗性を克服するための潜在的な戦略を提供することが示されました。
方法論記事
シスプラチン (DDP) 耐性は、肺がんにおける化学療法の有効性を制限します。この研究は、β-エレメン(β-Ele)がLINC00511をダウンレギュレートすることによってA549/DDP細胞の耐性をどのように逆転させるかを解明することを目的としていました。 in vitro および RNA-seq 分析では、この調節が好気性解糖と Wnt/β-カテニン シグナル伝達を阻害し、化学療法抵抗性を克服するための潜在的な戦略を提供することが示されました。
シスプラチン耐性は非小細胞肺がんにおける化学療法の有効性を大幅に制限するため、この障壁を克服するための新しい戦略の開発が必要です。この in vitro 研究は、β-Ele が LINC00511 媒介解糖系および Wnt/β-カテニンシグナル伝達経路 を介して 肺腺癌細胞のシスプラチン耐性を逆転させるメカニズムを解明することを目的としていました。シスプラチン耐性ヒト肺腺癌細胞株(A549/DDP)は、プラスミドトランスフェクションによって過剰発現またはノックダウンのいずれかLINC00511確立されました。トランスフェクション効率は、定量的逆転写酵素ポリメラーゼ連鎖反応(qRT-PCR)を使用して評価され、LINC00511発現レベルが検出されました。5-エチニル-2'-デオキシウリジン(EdU)アッセイ による 評価では、A549/DDP細胞増殖の有意なβ-エレ媒介阻害が示されました。さらなるRNA-seq解析により、シスプラチン耐性に対するβ-エレメンの阻害効果は、細胞解糖の干渉およびWnt/β-カテニンシグナル伝達経路の活性化の抑制と密接に関連していることが明らかになりました。グルコーストランスポーター1(GLUT1)、ピルビン酸キナーゼM2(PKM2)、乳酸デヒドロゲナーゼA(LDHA)、β-カテニン、グリコーゲンシンターゼキナーゼ3β(GSK-3β)などの主要タンパク質のウェスタンブロット分析により、β-エレメンが好気性解糖を阻害し、LINC00511のダウンレギュレーションを通じてWnt/β-カテニンシグナル伝達経路の活性化をブロックすることにより、シスプラチン耐性を逆転させることが示されました。まとめると、これらの結果は、β-エレメンがLINC00511およびそれに関連する好気性解糖/Wnt/β-カテニン経路を標的とすることにより、肺がんのシスプラチン耐性を克服することを示しています。これにより、将来の前臨床および臨床研究のための理論的枠組みが確立され、潜在的な治療標的が明らかになります。
世界中の悪性腫瘍の中で、肺がんは非常に高い発生率と致死率を示し、気管支上皮細胞の悪性形質転換と浸潤性増殖を特徴とします 1,2。組織病理学的特徴に基づいて、肺がんは非小細胞がん (NSCLC) または小細胞がん (SCLC) のいずれかに分類されます3。NSCLC が肺がん症例全体の約 85% を占めていることは言及する価値があります 4,5。NSCLC の第一選択化学療法標準として、シスプラチン (DDP) は臨床的に不可欠です6.しかし、臨床観察により、腫瘍細胞は、主に免疫逃避経路の活性化、薬物標的遺伝子の変異、薬物代謝経路の調節不全など、複数のメカニズムを介して薬剤耐性を発症する可能性があることが明らかになりました 7,8,9。
長いノンコーディングRNA(lncRNA)は、タンパク質コード能力を欠く200ヌクレオチド(nt)>転写産物を表します10。蓄積された証拠は、lncRNAがmiRNAをスポンジ化し、その標的遺伝子を放出する競合する内因性RNA(ceRNA)として機能する11、アポトーシスシグナル伝達経路の調節12、DNA損傷修復への関与13、細胞オートファジーの調節など、複数のメカニズムを通じて腫瘍細胞のシスプラチン耐性を逆転させることができることを示しています14.さらに、腫瘍代謝リプログラミングに関する研究の進歩に伴い、lncRNA がこのプロセスにおいて重要な調節役割を果たしていることを示す実質的な証拠が明らかになりました。好気性解糖系を示すWarburg効果は、悪性細胞の基本的な代謝特性を構成します15。急速な細胞増殖のためのエネルギーを供給するだけでなく、生合成の前駆体として機能する中間代謝産物を生成し、悪性腫瘍増殖の要求を満たすタンパク質と脂質の合成をサポートします16。肺がんでは、lncRNAが好気性解糖経路を調節することにより、腫瘍の進行と化学療法抵抗性に有意な影響を与えることが確認されています17,18。
このうち、近年広く研究されているlncRNA分子であるLINC00511は、さまざまな悪性腫瘍の発生と発生と密接に関連していることが報告されています19。これらの発見は、腫瘍代謝リプログラミングにおける lncRNA の関与の特定のメカニズムを解明するだけでなく、lncRNA を標的とした腫瘍治療戦略の理論的根拠を提供し、潜在的な治療の道を切り開きます。
Curcuma zedoaria の根茎に由来する β-Ele は、抗腫瘍効果が確立された生理活性セスキテルペノイドです。私たちの以前の研究では、β-Ele が PI3K/Akt/mTOR シグナル伝達経路の選択的阻害剤として機能し、腫瘍代謝を標的とすることによりシスプラチンとの相乗効果を生み出すことが実証されています。NSCLCマウス異種移植モデル20における腫瘍増殖を有意に抑制した。その後の研究では、miR-301a-3p/AMPKαシグナル伝達軸の調節 を介して NSCLC細胞の好気性解糖を弱めるβ-Eleの能力が実証され、その結果、腫瘍停止転帰がもたらされます21。以前の調査結果に基づいて、LINC00511が肺がんのシスプラチン耐性を軽減することを確認しました。それにもかかわらず、正確な分子作用機序はまだ完全に解明されていません。
腫瘍代謝再プログラミングにおける好気性解糖の極めて重要な役割と、腫瘍の発生と進行におけるLINC00511の重要な役割を考慮して、この研究は、β-Ele がLINC00511媒介性好気性解糖経路を調節することにより、肺がんにおけるシスプラチン耐性を逆転させることができるかどうかを調査することを目的としています。
以前の証拠は、β-Eleがアポトーシス経路を活性化し22、エキソソーム分泌を調節し23、細胞周期を停止することにより、シスプラチン耐性を逆転させ、抗腫瘍効果を高めることができることを示しています24。しかし、これらの既知のメカニズムは通常、広範な効果を示し、特定の分子標的の正確な調節を欠いているため、臨床的翻訳可能性が制限されます。したがって、より的を絞った、明確に定義されたメカニズムを持ち、シスプラチン耐性を克服するための臨床翻訳の強い可能性を実証する新しい戦略を探索することが緊急に必要とされています。本研究では、β-Eleの即時の生物学的作用を重視した先行研究に対し、本研究では、肺がんにおける化学感作の逆転の根底にある新しいメカニズムの解明を目的として、A549/DDP細胞におけるWarburg代謝およびWnt/β-カテニンシグナル伝達経路に対するβ-Eleの影響を特徴づけています。この記事では、β-Ele が lncRNA を標的とすることで化学療法抵抗性を逆転させる新しいアプローチを明らかにするだけでなく、肺がんの臨床管理のための新たな理論的基盤と潜在的な介入標的を提供します。これらの発見は、特定の分子標的 (LINC00511) と主要なシグナル伝達経路 (Warburg および Wnt/β-catenin) の詳細な解明を通じて、臨床翻訳の可能性が大幅に向上していることを示しています。これらは、肺がん患者の化学療法感受性を改善し、生活の質を向上させるための確固たる科学的根拠を提供するとともに、肺がんの精密治療戦略の開発を進めることが期待されています。
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1. 溶媒の調製
2. 細胞培養
3. プラスミドトランスフェクション
| siRNA配列 | ||
| 名前 | センス 5'-3' | アンチセンス 5'-3' |
| LINC00511-ホモ-1625 | CAGCUGUGAACUUCCUUUATT | UAAAGGAAGUUCACAGCUGTT |
表1:siRNA配列リスト
4. 定量的逆転写酵素ポリメラーゼ連鎖反応(qRT-PCR)によるトランスフェクション効率の検出
注:次の手順に従って、qRT-PCR検出のためにステップ3.3で24時間トランスフェクションした後、細胞を採取します。すべての実験は、3つの独立した生物学的反復(n = 3)で実施されました。
| プライマー配列 | |
| 入門 | シーケンス(5'-3') |
| 人間-LINC00511-F | TTTCCCAGCACAGCTCAATC |
| 人間-LINC00511-R | TCCCTTCTCCCTCGGTCA |
| GAPDH-F | AATCCCATCACCATCTTCCA |
| GAPDH-R | AAATGAGCCCCAGCCTTCT |
表2:PCRアッセイ用のプライマー配列
5. EdU検出
6. グルコース含有量の検出
注:すべての実験は、3つの独立した生物学的反復(n = 3)で実施されました。

7. 乳酸含有量の検出
注:すべての実験は、3つの独立した生物学的反復(n = 3)で実施されました。

8. バルクRNA-seq
9. ウェスタンブロット(WB)によるタンパク質発現レベル変化の検出
注:すべての実験は、3つの独立した生物学的反復(n = 3)で実施されました。
10. 統計的分析
注:すべての実験は、3つの独立した生物学的反復(n = 3)で実施されました。
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β-EleはA549/DDP細胞の増殖を有意に抑制します
本実験では、β-EleとDDPの投与濃度を、先行研究20,21の結果に基づき決定した。A549/DDP細胞をβ-Eleで単独またはDDPと組み合わせて処理し、DDP化学療法抵抗性への影響を分析しました。EdU分析(図1)により、24μMおよび48μMの濃度のDDPは、ブランク群と比較してA549/DDP細胞の増殖を有意に阻害することが明らかになりました(P < 0.01、d = 23.52)。
さらなる比較により、β-Ele(40 μg/mL)...
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この研究は、肺がんにおけるシスプラチン耐性という重要な臨床問題に焦点を当てました。世界で最も多くのがんによる死亡者数を占めている肺がんは、5 年生存率が 20% 未満であり続けています29,30。シスプラチンは、プラチナベースの化学療法薬の基礎として、DNA 複製を阻害して抗がん効果を発揮する効率的で広域スペクトルの抗がん剤です31。しかし、患者の約半数が長期の臨床使用中に後天性薬剤耐性を発症し、その結果、治療の失敗や疾患の進行が観察されています16。したがって、シスプラチンに対する肺がんの感受性を高めるための効果的な戦略を特定することは、患者の生存率と予後を改善するために非常に重要です。lncRNAは腫瘍多剤耐性の多機能調節因子として機能し、最近の研究では、肺がん細胞の薬剤耐性メカニズムに対するlncRNAの影響にますます焦点が当てられています
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すべての著者には、宣言する利益相反はありません。
この研究の資金は、吉林省自然科学財団によって賞番号に基づいて提供されました。YDZJ202401058ZYTS。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| A549/DDP細胞 | プロセル | CL-0519 | URL:https://www.procell.com.cn/p/a549-ddp--cl-0519 |
| 非常にクリーンな作業台 | 蘇州安泰エアテック | SW-CJ-2FD | URL:http://www.sz-antai.com |
| BCAタンパク質濃度アッセイキット | ソーラービオ | PC0020 | URL:https://www.solarbio.com |
| 卓上遠心分離機 | 熱 | ピコ17 | URL:https://www.thermofisher.com |
| 細胞培養チャンバー | 熱 | 3111 | URL:https://www.thermofisher.com |
| 細胞培養皿 | バイオフィル | TCD000100 | URL:http://www.biofil.com.cn |
| 化学発光分析装置 | 秦郷楽器 | 4300 | URL:https://www.clinx.cn/about_us |
| シスプラチン | アラジン | C295225-250mg | URL:https://www.aladdin-e.com/ |
| DNBSEQ-T7遺伝子配列決定装置 | MGIテック株式会社 | T7 | URL:https://www.mgitech.cn/ |
| イージーピュア マイクロゲノムDNAキット | トランスジェンバイオテック | EE181-01 | URL:https://www.transgen.com/ |
| ECL発色液 | ソーラービオ | PE0010 | URL:https://www.solarbio.com |
| EDU検出キット | ビヨタイム | C0071S | URL:https://www.beyotime.com |
| 酵素標識機器 | デティ機器 | HBS-1096A | URL:https://www.detiebio.cn/ |
| ウシ胎児血清FBS) | クラーク | FB15015 | URL:https://zn.clarkbio.com/ |
| フラグ/プライムバッファ | イェン | 11277ES | URL:https://www.yeasen.com/products/detail/2151 |
| ジーンマッパー ソフトウェア 6 | 熱 | バージョン 6 | フラグメント解析ソフトウェア。URL:https://www.thermofisher.cn/ |
| GenReaderプラットフォーム | 北京Yuewei Gene Technology Co., Ltd. | https://yyigou.com/product/detail/0000037250.html | 毛細管電気泳動に用いる自動遺伝子分析装置 |
| グルコース検査キット | Jiancheng Bio | A154-1-1 | URL:http://www.njjcbio.com |
| GLUT1ポリクローナル抗体 | プロテインテックグループ | 21829-1-APです | URL:https://www.ptglab.com |
| GraphPadプリズム | GraphPadソフトウェア | バージョン 8.0.2 | URL:https://www.graphpad.com |
| GSK-3&ベータ;抗体 | 親近感 | AF5016 | URL:https://www.affbiotech.com |
| ハムのF-12K | プロセル | PM150910 | URL:https://www.procell.com.cn/ |
| Hieff NGS DNA選択ビーズ | イェン | 12601ES | URL:https://www.yeasen.com/products/detail/939 |
| HieffNGS mRNA単離マスターキット | イェン | 12603ZH | URL:https://www.yeasen.com/products/detail/1119 |
| HRP標識ヤギ抗ウサギIgG | サービスバイオ | GB23303 | URL:https://www.servicebio.cn |
| 乳酸検査キット | Jiancheng Bio | A019-2-1 | URL:http://www.njjcbio.com |
| LDHA特異的ポリクローナル抗体 | プロテインテックグループ | 19987-1-AP | URL:https://www.ptglab.com |
| ライトサイクラー 96 | ロシュ | LC96 | URL:https://lifescience.roche.com |
| リポフェクタミン 2000 | インビトロゲン | 11668-019 | URL:https://www.thermofisher.com/invitrogen |
| オプティMEM | ギブコ | 31985-070 | URL:https://www.thermofisher.com/gibco |
| ペニシリン-ストレプトマイシン(P / S) | バイオシャープ | BL505A型 | URL:https://www.biosharp.cn/ |
| PKM2特異的ポリクローナル抗体 | プロテインテックグループ | 15822-1-APです | URL:https://www.ptglab.com |
| PMSF | ビヨタイム | ST506 | URL:https://www.beyotime.com |
| PrimeScript RT試薬キット(パーフェクトリアルタイム) | タカラ | RR037A | URL:https://www.takarabio.com |
| RIPAライセート | ビヨタイム | P0013B | URL:https://www.beyotime.com |
| シーケンシングプラットフォーム | BGIの | DNBSEQ-T7 | URL:https://www.bgi.com/global |
| TB グリーン プレミックス Ex Taq | タカラ | RR420A型 | URL:https://www.takarabio.com |
| 微量核酸検査機 | Aosheng 楽器 | ナノ100 | URL:http://www.hzaosheng.com |
| TRIzon PaI | キャンバックス・バイオテック | CW0597S | URL:https://www.canvaxbiotech.com |
| トリプシン | バイオシャープ | BL501A型 | URL:https://www.biosharp.cn/ |
| 超高純度RNAキット(DNase I) | キャンバックス・バイオテック | CW0597S | URL:https://www.canvaxbiotech.com |
| β-アクチン抗体 | プロテインテックグループ | 60008-1-IG | URL:https://www.ptglab.com |
| &β;-カテニン抗体 | 親近感 | DF6794 | URL:https://www.affbiotech.com |
| β-エレメン | シグマ | 63965-25MG | URL:https://www.sigmaaldrich.com |
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