基于SLC7A11/RIP3/Nrf2探讨紫草素诱导膀胱癌程序性坏死的分子机制及抗肿瘤转移作用的研究

来源 :郑州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangxingyu2009
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目的:膀胱癌是全球十大恶性肿瘤之一,是我国发病率最高的泌尿生殖系肿瘤,在男性中排名第四位。膀胱癌的治疗通常涉及膀胱切除或化学放疗,但很多患者不适合手术治疗。临床常使用含铂类药物治疗,毒副作用大且易耐药。患者为PDL1阳性才能接受5种程序性死亡受体配体进行免疫治疗。I型铁死亡激动剂Erastin通过靶向抑制SLC7A11诱导多种肿瘤细胞发生铁死亡,但其在膀胱癌中的作用却并不清楚。紫草素可以抑制多种肿瘤细胞的增殖,且被反复报道为程序性坏死的诱导剂,但其强烈的非选择性细胞毒性会限制其临床应用。同时,程序性坏死与铁死亡之间的联系尚不清楚。本课题中,我们探讨了使用低浓度的Erastin和紫草素通过靶向SLC7A11/RIP3/Nrf2诱导膀胱癌细胞死亡的分子机制和抗肿瘤转移作用。方法和结果:(1)MTT法检测了I型铁死亡激动剂Erastin对不同膀胱癌细胞株(EJ、T24、BIU、J82)细胞活力的影响。MTT结果显示:Erastin对膀胱癌细胞增殖无明显抑制,膀胱癌细胞对Erastin不敏感;(2)为了研究靶向SLC7A11能否促进低浓度的紫草素对膀胱癌细胞的增殖产生影响,将Erastin与紫草素以浓度依赖和时间依赖的方式处理4种膀胱癌细胞。MTT检测发现,靶向SLC7A11促进低浓度紫草素以浓度依赖和时间依赖的方式降低细胞存活率,且膀胱癌细胞EJ和T24较敏感;(3)为了研究靶向SLC7A11促进低浓度紫草素诱导的膀胱癌细胞死亡是否是程序性坏死,通过Western blotting检测了程序性坏死相关蛋白表达量的变化。结果显示,RIP1、RIP3、p-MLKL蛋白表达增加,靶向SLC7A11促进了低浓度紫草素诱导的膀胱癌细胞程序性坏死;RIP1特异性抑制剂Nec-1能通过降低坏死关键蛋白的表达逆转靶向SLC7A11低浓度紫草素诱导的细胞死亡;(4)为了研究靶向SLC7A11促进低浓度紫草素诱导的程序性坏死与ROS之间的关系,流式细胞仪检测了靶向SLC7A11低浓度紫草素诱导EJ和T24细胞的ROS产量。结果显示Erastin促进了紫草素诱导膀胱癌细胞产生过量的ROS,同时降低线粒体膜电位。ROS抑制剂NAC几乎完全逆转了细胞死亡,坏死相关蛋白表达量降低。说明靶向SLC7A11促进低浓度的紫草素诱导膀胱癌细胞产生过量ROS诱导程序性坏死的发生;(5)上述实验中发现靶向SLC7A11促进低浓度的紫草素诱导膀胱癌细胞产生过量的ROS,造成了氧化损伤。Western blotting检测其对Nrf2信号通路的影响,结果发现,p-Nrf2的蛋白表达量在靶向SLC7A11的紫草素作用的前12 h以时间依赖的方式增加,12 h-24 h时,其表达量逐渐下降。下游的NQO1、HO-1蛋白表达变化与p-Nrf2保持一致。免疫荧光检测发现Nrf2的蛋白表达量下降,且从细胞核转移到细胞质中。与Nrf2抑制剂联用进一步促进了细胞死亡,以上结果说明靶向SLC7A11促进低浓度的紫草素先激活后抑制Nrf2信号通路;(6)在研究靶向SLC7A11促进紫草素对Nrf2通路的抑制中发现,P62蛋白发生了降解。为了查明靶向SLC7A11的紫草素是否诱导了自噬,免疫荧光检测到LC3荧光斑点增多,荧光强度增加。Western blotting检测到p-P70S6K表达降低,m TOR被抑制,P62降解,Beclin1表达增加,LC3累积,细胞发生自噬。自噬抑制剂LY294002通过抑制自噬进一步促进细胞死亡;(7)进一步研究了靶向SLC7A11促进紫草素诱导的细胞死亡与铁死亡之间的联系。Western blotting检测发现其降低了铁死亡蛋白SLC7A11和GPX4的表达,但铁死亡抑制剂Fer-1反而促进了细胞死亡。Western blotting结果显示Fer-1通过抑制自噬和进一步抑制Nrf2信号通路来促进膀胱癌细胞死亡;(8)为了研究靶向SLC7A11低浓度紫草素对于膀胱癌细胞侵袭转移能力的影响。Transwell结果显示靶向给药明显抑制了膀胱癌细胞的侵袭能力。Western blotting结果显示靶向SLC7A11低浓度紫草素增加了E-Cadherin蛋白的表达,降低了Vimentin蛋白表达量,抑制了膀胱癌的侵袭转移能力。结论:靶向SLC7A11促进低浓度的紫草素通过产生过量的ROS诱导膀胱癌细胞发生程序性坏死。Nrf2信号通路被激活后抑制,Nrf2抑制剂进一步促进了细胞的死亡。靶向SLC7A11促进膀胱癌细胞发生自噬,铁死亡蛋白SLC7A11和GPX4表达降低,铁死亡抑制剂Fer-1通过抑制自噬和进一步抑制Nrf2促进细胞死亡。同时,靶向SLC7A11促进低浓度紫草素抑制膀胱癌细胞的侵袭和转移。
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