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客戶文章 | 鶴蟾片通過miR-205-5P介導的GREM1/Rap1信號通路抑制非小細胞肺癌的轉移

作者:上海阿趣生物科技有限公司 2021-12-29T10:19 (訪問量:6476)

文章標題:He-Chan Pian inhibits the metastasis of non-small cell lung cancer via the miR-205-5p-mediated regulation of the GREM1/Rap1 signaling pathway

發表期刊:Phytomedicine

發表時間:2021.10.24

影響因子:5.340

合作客戶:廣州中醫藥大學第一附屬醫院

百趣生物提供服務:中藥非靶(UPLC-MS)

分組情況:模型組、陽性對照組、HCP[L]組、HCP[M]組、HCP[H]組

分析圖:總離子流圖、成分鑒定表



研究背景


非小細胞肺癌(NSCLC)是危害最大的惡性腫瘤之一,在全球范圍內發病率和死亡率最高。NSCLC的治療方式主要包括手術切除、化療、放療、靶向治療和免疫治療。

近年來中醫藥(TCM)越來越多地用作肺癌的輔助治療。研究表明,GREM1在腫瘤的轉移過程中發揮重要的作用,HCP也顯示出對肺癌患者的巨大臨床益處。但是相關的抗腫瘤作用的分子機制尚未得到很好的表征。本研究致力評估HCP的作用和GREM1在NSCLC轉移中的作用。





研究內容



動物實驗

向40只裸鼠體內注射A549細胞建立腫瘤模型,成功后將裸鼠分為5組:模型組、HCP(L)組、HCP(M)組、HCP(H)組和陽性對照組(DDP)。之后分別對各組裸鼠進行不同方式不同劑量的給藥培養,持續給藥21天。



血清中HCP的分析

從處理過的裸鼠血清中鑒定出 36種HCP的主要成分/代謝物,36種主要成分和代謝產物中有10個單體具有抗腫瘤功能:毛豆素、肉豆蔻酸、 picein、resistogenin、14-脫氧穿心蓮內酯、celastrol 、脫氫樅酸、肉桂酸、芹菜素-7 - O-葡萄糖苷和棕櫚酸。這些發現提供了對 HCP 抗腫瘤作用因素的深入了解。



圖1 血清中36種HCP組分的TIC圖(A)為空白血清,(B)為含HCP血清


HCP在體外抑制肺癌腫瘤生長,無肝腎毒性

在第7天,HCP (M)、HCP (H) 和DDP 組的腫瘤體積較低(圖2A )。在第14天,HCP(M)和HCP(H)組的腫瘤體積顯著低于其他組,并且隨著劑量的增加,腫瘤體積有減小的趨勢(圖2B)。在第21天,HCP (H) 組的腫瘤重量和體積顯著下降(圖2C、D)。在治療的21天期間,所有組的體重都有增加的趨勢(圖2E)。治療21天后,HCP(H)組的體重變化明顯低于對照組(圖2F)。HCP(L)、HCP(M)、HCP(H)和DDP組在治療后腫瘤抑制率(IRs)分別為6.51%、14.58%、29.38%和36.40%。治療21天后,各組之間的肝臟或腎臟指標沒有顯著差異(圖2G、H)。

解剖過程順利,腫瘤可完全分離??梢郧宄貐^分腫瘤組織和周圍組織。腫瘤質地較硬,邊界清晰。模型組的體積高于其他組。切片并用H&E染色后,癌細胞大且異形,細胞核大且染色強烈。模型組腫瘤細胞排列緊密,細胞核多,形態清晰。DDP組腫瘤細胞分布較松散,細胞相對較少。與模型組相比,HCP處理組異常細胞相對較少,細胞密度較松散(圖2I)。觀察各組肝組織切片。每組小鼠的肝小葉是完整的,肝細胞沒有放大,細胞核定位在中間,細胞間隙清楚,而且沒有明顯的異常(圖2J)。各組腎組織切片未見明顯病理改變。腎小球中發生病變的膜細胞或內皮細胞沒有增加(圖2K)。



圖2 HCP體外抑制肺癌腫瘤生長,對肝、腎無毒性作用。(A)(B)(C)(D)為不同時間腫瘤體積/重量圖,(E)(F)(G)(H)為重量變化圖,(I)(J)(K)為組織切片染色圖



HCP 抑制 EMT、GREM1 水平和相關通路

Western印跡表明HCP(H)組波形蛋白和N-鈣粘蛋白水平顯著低于模型組。HCP (M)、HCP (H) 和DDP組的蝸牛水平顯著降低。HCP(H)和DDP組的E-鈣粘蛋白水平增加(圖3A、B)。蛋白質芯片數據表明 14 種蛋白質表現出差異表達(4 種下調和10種上調)(圖3C)。上調的蛋白質之一是GREM1,它由GREM1基因編碼,與癌轉移密切相關。高通量測序揭示了1121個差異表達的基因(441個下調和680個上調)(圖3D)。Rap1 信號通路表明,GREM1表達受 miR-205-5p 調節(圖3E)。因此,HCP通過調節Rap1信號通路發揮抗腫瘤作用,GREM1是NSCLC轉移的重要治療靶點。

圖3 HCP可抑制EMT、GREM1表達及相關通路(A)(B)為蛋白水平結果,(C)(D)為層次聚類熱力圖,(E)為通路圖



GREM1通過調節EMT和Rap1通路促進轉移

使用CCK-8測定評估GREM1對A549細胞增殖的影響。A549細胞中的OE-GREM1沒有顯著抑制或促進增殖(圖4A)。用shGREM1轉染A549細胞時,觀察到相同的結果(圖 5A)。使用傷口愈合和Transwell測定探索了GREM1對轉移的影響。OE-GREM1顯著增加了A549細胞的遷移和侵襲(圖4B、C)。當用shGREM1轉染A549細胞時,遷移和侵襲顯著減少(圖5B 、C)。這些數據證實GREM1促進了NSCLC細胞的轉移,并沒有顯著增加細胞增殖。

為了進一步探索GREM1對轉移影響的潛在機制,作者研究了其在EMT中的作用。隨著GREM1表達的增加,間充質標志物(包括波形蛋白、Snail 和N-鈣粘蛋白)的蛋白質水平顯著增加。相比之下,上皮標志物E-鈣粘蛋白的水平急劇下降(圖4D)。在用shGREM1處理的A549細胞中,間充質標志物的表達被抑制,上皮標志物的表達顯著增加(圖5D)。因此,GREM1可能通過促進EMT進展來促進NSCLC的遷移和侵襲。作者進一步研究了Rap1相關信號通路組分(Rap1、c-raf 和 erk1/2)在NSCLC中響應GREM1的變化。結果發現GREM1過表達顯著增加了Rap1通路中信號蛋白相關基因的表達(圖4D),反之亦然(圖5D)。因此,這些結果表明GREM1在Rap1通路的調節中起重要作用,并可能通過激活該通路促進NSCLC的轉移。

圖4 OE-GREM1通過Rap1途徑調節EMT進展,促進A549細胞轉移



圖5 ShGREM1通過Rap1通路調節EMT進展來影響A549細胞的轉移


GREM1不促進A549異種移植小鼠模型的增殖

為了檢查GREM1在體內A549細胞生長中的作用,作者使用裸鼠進行異種移植腫瘤測定(圖6A-B)。OE-GREM1穩定轉染的A549細胞小鼠的體重與其他組沒有顯著差異(圖6C )。然而,在第42、46和48天,HCP治療的OE-GREM1組的腫瘤體積和腫瘤生長低于其他組。在第48天,該組的腫瘤體積和重量顯著低于對照組(圖6D、E)。這些數據表明GREM1不促進體內A549細胞生長。

MiR-205-5P直接調節GREM1表達

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