在卵巢表面上皮中失活TRP53、PTEN、RB1和/或CDH1诱导卵巢癌转化和转移

Inactivation of TRP53, PTEN, RB1, and/or CDH1 in the ovarian surface epithelium induces ovarian cancer transformation and metastasis

作者信息Mingxin Shi, Allison E Whorton, Nikola Sekulovski, Marilène Paquet, James A MacLean, Yurong Song, Terry Van Dyke, Kanako Hayashi
PMID31930396
发布时间2020-04-24
DOI10.1093/biolre/ioaa008

实验完整度

包含多种基因型小鼠模型的构建、组织学与免疫组化分析、QPCR及生存分析,涉及体外模型(OSE)和体内动物模型,并包含功能验证(肿瘤发生、转移)。

主要模型

Amhr2cre/+介导的条件性基因敲除小鼠模型(卵巢表面上皮) TgK19GT121转基因小鼠(KRT19表达细胞中RB1失活) Ptend/d Trp53d/d TgK19GT121三突变小鼠 Ptend/d Trp53d/d Cdh1d/d TgK19GT121四突变小鼠

重点核对

用于诱导基因消融的Cre转基因系:Amhr2cre/+和TgK19GT121 基因型组合:Ptend/d Trp53d/d TgK19GT121和Ptend/d Trp53d/d Cdh1d/d TgK19GT121 观察时间点:1、2、3、4、6个月 组织病理学评估:H&E染色及至少5个切片/基因型/时间点 生存分析:Kaplan-Meier及log-rank检验

摘要

卵巢癌(OvCa)仍然是妇科恶性肿瘤死亡的最常见原因。基因工程小鼠模型已被用于研究OvCa的发生、起源、进展和/或机制。基于OvCa的临床特征,我们检测了包括PTEN、TRP53、RB1和/或CDH1在内的四重通路扰动的组合。为了表征卵巢表面上皮(OSE)中的促癌事件,使用Amhr2cre/+小鼠消融Pten、Trp53和Cdh1的floxed等位基因,并与TgK19GT121小鼠杂交以在表达KRT19的细胞中失活RB1。PTEN、TRP53和RB1的失活(伴有或不伴有CDH1)导致I型低级别OvCa的发生,表现为增大的浆液性乳头状癌,并在老年小鼠中出现一些高级别浆液性癌(HGSC)。上皮增生和微乳头状癌的起始在Trp53、Pten和Rb1三突变小鼠中于1个月时更早开始,而Trp53、Pten、Rb1和Cdh1四突变小鼠在2个月时开始,但两种基因型最终都在3-4个月时发展为侵入卵巢的增大增殖性肿瘤。三突变和四突变小鼠在4-6个月时发展为HGSC和/或转移性肿瘤,并播散到腹膜腔。总之,PTEN、TRP53和RB1的失活从OSE起始OvCa。额外消融CDH1进一步增加了肿瘤播散的持续性和腹水液积聚,增强了腹膜转移。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
PTEN、TRP53、RB1和/或CDH1在卵巢表面上皮中的失活是否足以驱动卵巢癌的发生、进展和转移?
核心机制
TRP53、PTEN和RB1的失活从卵巢表面上皮起始卵巢癌发生,而额外消融CDH1通过破坏上皮结构,延迟早期肿瘤起始但促进晚期侵袭性转移和腹水积聚。
主要证据
多种基因型小鼠模型的病理学分析显示,三突变和四突变小鼠均发展出浆液性乳头状癌和HGSC,并出现腹膜转移;生存分析显示四突变小鼠预后更差;免疫组化证实Ki67、KRT14、WT1表达增加,PAX8阴性。
研究意义
该模型为研究卵巢癌发生、进展和转移提供了工具,并支持OSE作为EOC起源,表明TRP53、PTEN和RB1失活是起始事件,CDH1缺失加速晚期转移。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

构建条件性基因敲除小鼠模型

在卵巢表面上皮中特异性失活PTEN、TRP53、CDH1和/或RB1,以研究其对卵巢癌发生的影响。

将Amhr2cre/+小鼠与Ptenf/f、Trp53f/f、Cdh1f/f及TgK19GT121小鼠杂交,产生多种基因型组合(包括单、双、三、四突变),并通过PCR和免疫组化验证基因消融。

2

评估肿瘤发生和组织病理学

确定基因失活是否导致卵巢癌以及肿瘤的类型和进展。

在不同时间点采集组织,进行H&E染色和病理学评估,记录OSE增生、浆液性乳头状癌、HGSC、转移和腹水等特征。

3

免疫组化分析肿瘤标志物

验证肿瘤细胞的增殖状态、上皮来源和分子特征。

对卵巢和转移组织切片进行免疫组化染色,检测Ki67(增殖)、KRT14(上皮)、WT1(癌细胞)、PAX8(输卵管上皮)、CDH1和SV40 T抗原(RB1失活)。

4

基因表达分析(QPCR)

确认Trp53的消融效率。

从卵巢组织提取RNA,逆转录后通过SYBR green进行实时定量PCR,检测Trp53表达水平。

5

生存分析

评估基因失活对小鼠总体生存的影响。

对小鼠进行持续监测,记录死亡或达到人道终点的时间,构建Kaplan-Meier生存曲线并进行log-rank检验。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证细胞功能变化
验证分子表达变化

产品清单

实验环节名称品牌货号
Amhr2cre/+小鼠----
Cdh1flox小鼠Jackson LaboratoryJax #005319
Ptenflox小鼠Jackson LaboratoryJax #006440
Trp53flox小鼠Mouse Models of Human Cancers Consortium#01XC2
TgK19GT121小鼠----
Trizol试剂Thermo Fisher--
Vectastain Elite ABC试剂盒Vector Laboratories--
抗Ki67抗体BD Biosciences550609
KRT14抗体InvitrogenPIPA532460
抗CDH1抗体BD Biosciences610181
PAX8抗体Proteintech10336-1-AP
抗WT1抗体Abcamab89901
抗SV40 T抗原抗体Millipore SigmaDP02
PTEN抗体Cell Signaling Technology9552
High-Capacity cDNA逆转录试剂盒Thermo Fisher--
SYBR GreenBio-Rad--
Bio-Rad CFX实时荧光定量PCR仪Bio-Rad--
GraphPad Prism 5.0GraphPad--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型构建
小鼠品系和基因型:Amhr2cre/+、Cdh1flox、Ptenflox、Trp53flox、TgK19GT121;基因型组合:Ptend/d Trp53d/d TgK19GT121和Ptend/d Trp53d/d Cdh1d/d TgK19GT121
阅读提示:详见Materials and methods中的Animals and tissue collection部分及Table 1
组织病理学
组织收集时间点(1,2,3,4,6个月);固定方法(4% PFA);切片数量(至少5个/基因型/时间点);H&E染色
阅读提示:详见Materials and methods中的Histology and immunohistochemistry部分
免疫组化
抗体种类及稀释度(Ki67 1:250, KRT14 1:200, CDH1 1:250, PAX8 1:200, WT1 1:200, SV40 T抗原1:150, PTEN 1:250);抗原修复和检测试剂盒(Vectastain Elite ABC Kit)
阅读提示:详见Materials and methods中的Histology and immunohistochemistry部分
基因表达分析
RNA提取方法(Trizol)、cDNA合成(High-Capacity kit)、QPCR(SYBR green, Bio-Rad CFX)、内参(Rpl19)
阅读提示:详见Materials and methods中的Quantitative real-time PCR analysis部分