Obecny protokół opisuje kompleksową strategię oceny działania farmakologicznego i mechanizmu salidrozydu w hamowaniu proliferacji i migracji komórek MCF-7.
Artykuł metodologiczny
Obecny protokół opisuje kompleksową strategię oceny działania farmakologicznego i mechanizmu salidrozydu w hamowaniu proliferacji i migracji komórek MCF-7.
Salidroside (Sal) zawiera przeciwnowotworowe, przeciw-hipoksyjne i przeciwzapalne działanie farmakologiczne. Jednak leżące u jego podstaw mechanizmy przeciw rakowi piersi zostały tylko nie w pełni wyjaśnione. W związku z tym protokół ten miał na celu rozszyfrowanie potencjału Sal w regulacji szlaku PI3K-AKT-HIF-1α-FoxO1 w złośliwej proliferacji ludzkich komórek MCF-7 raka piersi. Po pierwsze, aktywność farmakologiczną Sal przeciwko MCF-7 oceniano za pomocą testów CCK-8 i zadrapań komórkowych. Ponadto oporność komórek MCF-7 mierzono za pomocą testów migracji i inwazji Matrigel. W przypadku apoptozy komórkowej i testów cyklicznych, komórki MCF-7 przetwarzano etapami za pomocą aneksyny V-FITC/PI i zestawów do wykrywania barwienia cyklu komórkowego do analiz cytometrii przepływowej. Poziomy reaktywnych form tlenu (ROS) i Ca2+ badano za pomocą barwienia immunofluorescencyjnego DCFH-DA i Fluo-4 AM. Aktywność Na+-K+-ATPazy iCa2+-ATPazy określono przy użyciu odpowiednich zestawów komercyjnych. Poziomy ekspresji białek i genów w apoptozie i szlaku PI3K-AKT-HIF-1α-FoxO1 określono dalej za pomocą analiz western blot i qRT-PCR. Odkryliśmy, że leczenie Sal znacznie ograniczało proliferację, migrację i inwazję komórek MCF-7 z efektami zależnymi od dawki. Tymczasem podawanie Sal dramatycznie zmusiło komórki MCF-7 do poddania się apoptozie i zatrzymaniu cyklu komórkowego. Testy immunofluorescencyjne wykazały, że Sal obserwacyjnie stymulował produkcję ROS i Ca2+ w komórkach MCF-7. Dalsze dane potwierdziły, że Sal promował poziomy ekspresji białek proapoptotycznych, Bax, Bim, rozszczepionej kaspazy-9/7/3 i odpowiadających im genów. Konsekwentnie, interwencja Sal znacznie zmniejszyła ekspresję białek Bcl-2, p-PI3K/PI3K, p-AKT/AKT, mTOR, HIF-1α i FoxO1 oraz odpowiadających im genów. Podsumowując, Sal może być stosowany jako potencjalny związek pochodzenia ziołowego w leczeniu raka piersi, ponieważ może zmniejszać złośliwą proliferację, migrację i inwazję komórek MCF-7 poprzez hamowanie szlaku PI3K-AKT-HIF-1α-FoxO1.
Jako jeden z najczęściej diagnozowanych nowotworów i najczęściej diagnozowanych nowotworów, najnowsze statystyki wskazują, że do 2020 roku na całym świecie pojawiło się 2,3 miliona przypadków raka piersi, co stanowi 11,7% wszystkich przypadków raka1. Typowe objawy raka piersi to tkliwość i mrowienie piersi, guzki i ból piersi, upławy z brodawek, nadżerka lub zapadnięta skóra oraz powiększone pachowe węzły chłonne1,2. Jeszcze bardziej niepokojące jest to, że liczba nowych przypadków i ogólna częstość występowania raka piersi nadal rosną w przytłaczającym tempie każdego roku, odpowiadając za 6,9% zgonów związanych z rakiem1. Obecnie interwencja w kierunku raka piersi nadal obejmuje głównie chemioterapię, chirurgię, radioterapię i kompleksowe leczenie. Chociaż leczenie może skutecznie zmniejszyć częstość nawrotów i śmiertelność pacjentów, długotrwałe stosowanie leczenia często powoduje oporność wielolekową, wypadanie włosów na dużych obszarach, nudności i wymioty oraz poważne obciążenie psychiczne i psychiczne2,3. Warto zauważyć, że potencjalne ryzyko przerzutów raka piersi do wielu narządów zmusza również ludzi do poszukiwania nowych ziołowych źródeł terapii lekowej4,5.
Sygnalizacja za pośrednictwem kinazy fosfoinozytolu 3 (PI3K) jest zaangażowana we wzrost, proliferację i przeżycie raka piersi poprzez splicing, który wpływa na ekspresję wielu genów6. Jako białko PI3K wykrywające sygnał, liczne dowody sugerują, że kinaza białkowa B (AKT) może łączyć się z celem ssaków białka rapamycyny (mTOR) w celu dalszego wzrostu raka piersi7,8,9. Co więcej, dezaktywacja sygnalizacji PI3K/AKT/mTOR została również uznana za kluczowy składnik leków hamujących złośliwą proliferację i stymulujących apoptozę w raku piersi10,11,12. Powszechnie wiadomo, że ekstremalne niedotlenienie w mikrośrodowisku guza wymusza ogromny wzrost indukowanego hipoksją czynnika 1 alfa (HIF-1α), co dodatkowo pogarsza postęp raka piersi13,14,15. Równolegle stymulacja AKT prowadzi również do nadmiernej akumulacji HIF-1α, ograniczając apoptozę w próbkach raka piersi16,17. Co ciekawe, potwierdzono, że aktywacja sygnalizacji PI3K-AKT-HIF-1α jest zaangażowana w patologiczną progresję i przerzuty w różnych nowotworach, w tym w raku płuc18, raku jelita grubego19, raku jajnika20 i raku prostaty21. Oprócz tego, że jest koordynowany przez HIF-1α, nadekspresja czynnika transkrypcyjnego 1 (FoxO1) rozwidlonej głowy jest również wywoływana przez stymulację sygnalizacji AKT, która sprzyja zatrzymaniu cyklu i zahamowaniu apoptozy w komórkach raka piersi22,23. Podsumowując, powyższe solidne dowody sugerują, że hamowanie kaskady sygnalizacji PI3K-AKT-HIF-1α-FoxO1 może być potencjalnym nowym celem terapii lekowej w raku piersi.
Salidroside (Sal) ma szeroko udowodnione działanie przeciwnowotworowe24,25, anti-hypoxia26,27,28,29 oraz działania farmakologiczne wzmacniające odporność30. Jest to jasnobrązowy lub brązowy proszek, który jest łatwo rozpuszczalny w wodzie, jest rodzajem glikozydu fenyloetanoidowego i ma wzór struktury chemicznej C14H20O7 i masę cząsteczkową 300,3 < sup class = "xref" >31,32. Nowoczesne badania farmakologiczne wykazały, że Sal może promować apoptozę komórek raka żołądka poprzez hamowanie sygnalizacji PI3K-AKT-mTOR24. Dalsze dowody sugerują również, że tłumienie sygnalizacji PI3K-AKT-HIF-1α przez leczenie Sal może przyczyniać się do apoptozy komórek rakowych poprzez zwiększenie ich wrażliwości na środki chemioterapeutyczne25. Dowody sugerują również, że Sal ogranicza migrację i inwazję komórek oraz powoduje zatrzymanie cyklu poprzez promowanie apoptozy w ludzkich komórkach MCF-7 raka piersi33,34. Jednak dopiero okaże się, czy Sal może regulować sygnalizację PI3K-AKT-HIF-1α-FoxO1 i hamować złośliwą proliferację komórek MCF-7. Dlatego protokół ten miał na celu zbadanie wpływu Sal na migrację komórek MCF-7, inwazję, cykl komórkowy i apoptozę za pośrednictwem szlaku PI3K-AKT-HIF-1α-FoxO1. Zintegrowane strategie badawcze obejmujące konwencjonalne, tanie i niezależne eksperymenty, takie jak ocena migracji i inwazji komórek, apoptoza i wykrywanie cyklu komórkowego za pomocą cytometrii przepływowej, reaktywne formy tlenu (ROS) i oznaczanie fluorescencji Ca2 + itp., mogą stanowić punkt odniesienia dla ogólnego projektu eksperymentów w badaniach przeciwnowotworowych z tradycyjną medycyną ziołową. Proces eksperymentalny tego badania jest pokazany na Rysunek 1.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Ogniwa MCF-7 użyte w niniejszym badaniu zostały uzyskane z komercyjnego źródła (zobacz Tabelę Materiałów).
1. Hodowla komórkowa
2. Test żywotności komórek
UWAGA: Aby uzyskać szczegółowe informacje na temat tej procedury, zapoznaj się z poprzednim raportem27.
3. Migracja i inwazja komórek
UWAGA: Aby uzyskać szczegółowe informacje na temat tej procedury, zapoznaj się z poprzednim raportem35.
4. Ocena aktywności Na+-K+-ATPazy i Ca2+-Mg2+-ATPazy
5. Analiza apoptozy i cyklu komórkowego za pomocą cytometrii przepływowej
UWAGA: Aby uzyskać szczegółowe informacje na temat tej procedury, zapoznaj się z poprzednim raportem31.
6. Barwienie fluorescencyjne DCFH-DA i Fluo-4 AM
UWAGA: Aby uzyskać szczegółowe informacje na temat tej procedury, zapoznaj się z poprzednim raportem29.
7. Western blot
8. qRT-PCR
9. Analiza statystyczna
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wpływ Sal na hamowanie nadmiernej proliferacji i opóźnianie gojenia się ran w komórkach MCF-7
Aby zbadać potencjał Sal w walce z rakiem piersi, najpierw przetestowaliśmy jego właściwości przeciwnowotworowe za pomocą testów toksyczności proliferacji komórek i zadrapań linii komórkowej MCF-7 ludzkiego raka piersi. Komórki te inkubowano jednocześnie z serią stężeń Sal (5-320 μM) przez 24 godziny, a proliferację komórek oceniano za pomocą testu CCK-8. Zaobserwowano zależny od dawki hamujący wpływ Sal na ...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Rak piersi dotyka osoby w każdym wieku i powoduje nieobliczalne obciążenie fizyczne i psychiczne oraz dużą presję ekonomiczną1. Rak piersi, ze względu na rosnącą z roku na rok zachorowalność i śmiertelność, przyciągnął również uwagę całego świata w zakresie poszukiwania skutecznych terapii ziołowych poza konwencjonalnymi metodami leczenia 4,5. Obiecująco, duża liczba dowodów ujawniła przeciwnowotworowe działanie Sal 24,25,38.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Ta praca była wspierana przez Komisję Zdrowia Prowincji Syczuan (120025).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 1% penicylina/streptomycyna | HyClone | SV30010 | |
| przeciwciało AKT | ImmunoWay Biotechnology Company | YT0185 | |
| Zestaw Aneksin V-FITC/PI | MultiSciences Biotech Co., Ltd. | AP101 | |
| Automatyczny czytnik mikropłytek | Urządzenia molekularne | SpectraMax iD5 | |
| Bax przeciwciało | Cell Signaling Technology, Inc. | #5023 | |
| Zestaw BCA | Biosharp Life Sciences | BL521A | |
| Bcl-2 | przeciwciało Cell Signaling Technology, Inc. | #15071 | |
| Technologia sygnalizacji komórkowej | przeciwciał Bim | #2933 | |
| Ca2+– Zestaw do oznaczania ATPazy | Instytut Bioinżynierii Nanjing Jiancheng | A070-4-2 | |
| Zestaw do liczenia komórek-8 | Biosharp Life Sciences | BS350B | |
| Zestaw do barwienia cyklu komórkowego | MultiSciences Biotech Co., Ltd. | CCS012 | |
| rozszczepiona kaspaza-3 | Technologia sygnalizacji komórkowej, Inc. | #9661 | |
| rozszczepiona kaspaza-7 | Technologia sygnalizacji komórkowej, Inc. | #8438 | |
| rozszczepiona kaspaza-9 | Technologia sygnalizacji komórkowej, Inc. | #20750 | |
| Roztwór fioletu krystalicznego | Beyotime Biotechnology | C0121 | |
| DMEM pożywka do hodowli wysokiego poziomu glukozy | Servicebio Technology Co., Ltd. | G4510 | |
| Chlorowodorek doksorubicyny | MedChemExpress | HY-15142 | |
| Roztwór chemiluminescencyjny ECL | Biosharp Life Sciences | BL520B | |
| Płodowa surowica bydlęca | Procell Nauki przyrodnicze i Technologia Co., Sp. z o.o. | 164210 | |
| Cytometr przepływowy | BD | FACSCanto ![]() | |
| Fluo-4 AM | Beyotime Biotechnology | S1060 | |
| Przeciwciało FoxO1 | ImmunoWay Biotechnology Company | YT1758 | |
| Kozie przeciwciało wtórne anty-królicze IgG | MultiSciences Biotech Co., Ltd. | 70-GAR0072 | |
| Oprogramowanie GraphPad Prism | La Jolla | Wersja 6.0 | |
| HIF-1 i alfa | przeciwciało Powinowactwo Biosciences | BF8002 | |
| Ludzka linia komórkowa raka piersi MCF-7 | Procell Nauki przyrodnicze i Technologia Co., Sp. z o.o. | CL-0149 | |
| Bufor załadowczy | Biosharp Life Sciences | BL502B | |
| LY294002 | MedChemExpress | HY-10108 | |
| Matrigel | Thermo | ||
| przeciwciało mTOR | Servicebio Technology Co., Ltd. | ||
| Na+– K+– Zestaw do oznaczania ATPazy | Instytut Bioinżynierii Nanjing Jiancheng | A070-2-2 | |
| Mikroskop optyczny | Olympus | IX71PH | |
| przeciwciało p-AKT | ImmunoWay Biotechnology Company | YP0006 | |
| Przeciwciało PI3K | Servicebio Technology Co., Ltd. | ||
| przeciwciało p-PI3K | Affinity Biosciences | AF3241 | |
| Ilościowy system obrazowania western blot | Touch Image Pro | eBlot | |
| Zestaw do syntezy pierwszej nici cDNA z odwrotną transkrypcją | Servicebio Technology Co., Ltd. | G3330-100 | |
| ROS | Beyotime Biotechnology | S0033S | DCFH-DA jest dołączona tutaj |
| Salidroside | Chengdu Herbpurify Co., Ltd. | Zestaw H-040 | |
| SDS-PAGE | Servicebio Technology Co., Ltd. | G2003-50T | |
| Zestaw do izolacji całkowitego RNA | Foregene | RE-03014 | |
| Hyklon trypsyny | SH30042.01 | ||
| i beta;-aktyny | Powinowactwo Biosciences | AF7018 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie