Целью является оценка противоопухолевого эффекта экстракта американского таракана (PAE) на органоиды человеческой аденокарциномы легкого (LUAD-PDOs) и выяснение механизма действия на основе транскриптомного анализа. Методом были собраны свежие опухолевые и прилегающие нормальные ткани пациентов с LUAD, использована технология 3D культивирования органоидов для создания LUAD-PDOs и нормальных легочных органоидов (Nor-PDOs). Эксперимент включал нормальную группу, группу с лечением нормальных органоидов (Nor-PDOs + PAE), модельную группу и модельную группу с лечением (LUAD-PDOs + PAE). Эффективная концентрация PAE была определена с помощью метода анализа пролиферации и активности клеток CCK-8. Для оценки патологии органоидов использовалось гематоксилин-эозиновое окрашивание (HE); иммуноцитохимия (IHC) применялась для выявления ядерного антигена пролиферации Ki-67 и маркеров дифференцировки аденокарциномы легкого - цитокератина 7 (CK-7) и аспартатпротеиназы A (Napsin A); для оценки апоптоза использовался метод TUNEL; транскриптомное секвенирование (RNA-Seq) позволило выявить дифференциально экспрессируемые гены (DEGs), последующий анализ включал функциональный анализ генов (GO), обогащение путей KEGG, анализ обогащения генетических наборов (GSEA) и анализ сети белок-белковых взаимодействий (PPI) для выявления ключевых механизмов. Наконец, проверка ключевых мишеней осуществлялась с использованием внешних данных и иммунной флуоресценции (IF). Результаты: успешно созданы LUAD-PDOs и Nor-PDOs с патологическими особенностями, высоко согласующимися с исходной тканью. CCK-8 определил эффективную концентрацию PAE в 16 г·л^-1. Морфологическое наблюдение показало, что Nor-PDOs имеют полостную структуру, а LUAD-PDOs плотную и сплошную. Тесты CCK-8 и TUNEL выявили, что вмешательство с PAE подавляет пролиферацию LUAD-PDOs и способствует апоптозу клеток LUAD, при этом активность Nor-PDOs незначительно изменяется. Транскриптомный анализ выявил 719 DEGs, экспрессия которых была обратно изменена после вмешательства PAE (347↑, 372↓) (P<0.05). GO-анализ показал, что в группе лечения по сравнению с моделью происходило значительное обогащение DEGs в биологических процессах, связанных с регуляцией клеточного цикла; KEGG-анализ выявил регуляцию PAE опухолевых процессов, пути сигнального каскада p53 и связанных с метаболизмом процессов; GSEA подтвердил значительное усиление активности пути сигнала p53 (P<0.05); анализ PPI указал, что BRCA1 и CHEK1 являются ключевыми подавленными мишенями в p53-пути; IF показал высокую экспрессию BRCA1 и CHEK1 в LUAD-PDOs и их значительное снижение после воздействия PAE. Кроме того, анализ выживаемости базы данных TCGA показал значимую связь между низкой экспрессией BRCA1, CHEK1 и увеличенной общей выживаемостью пациентов LUAD (P<0.05). Заключение: PAE эффективно подавляет пролиферацию LUAD-PDOs и способствует их апоптозу, а его противоопухолевый механизм связан с активацией сигнального пути p53; гены BRCA1 и CHEK1 могут быть ключевыми целями PAE.

органоиды;аденокарцинома легких;американский таракан;транскриптомное секвенирование;путь сигнальной передачи p53;белок чувствительности к раку молочной железы 1 (BRCA1);киназа контрольной точки 1 (CHEK1)