SP2509,一种选择性LSD1抑制剂,通过下调β-catenin信号通路抑制视网膜母细胞瘤生长

SP2509, a Selective Inhibitor of LSD1, Suppresses Retinoblastoma Growth by Downregulating β-catenin Signaling

作者信息Alan Jiang, Weiqi Wu, Caixia Xu, Longbing Mao, Sha Ao, Huifeng Guo, Xiantao Sun, Jing Tao, Yi Sang, Guofu Huang
PMID35297943
发布时间2022-03
DOI10.1167/iovs.63.3.20

实验完整度

包含细胞系模型、患者样本、RNA-seq、体外功能验证(MTT、集落形成、流式细胞术)和体内异种移植实验,并明确验证β-catenin通路机制。

主要模型

Y79细胞系 Weri-RB1细胞系 ARPE-19细胞系 BALB/c裸鼠Y79异种移植模型

重点核对

LSD1在RB组织和细胞系中的表达水平 SP2509处理浓度(Y79: 0–5 µM;Weri-RB1: 0–2 µM)和时间(24-96小时) 体内实验中SP2509剂量(25 mg/kg,腹腔注射,每日一次)和处理周期(3周) RNA-seq分析中SP2509处理浓度(5 µM)和时间(48小时) β-catenin通路相关蛋白(β-catenin、c-MYC、cyclin D3)的表达变化

摘要

目的:研究赖氨酸特异性去甲基化酶1(LSD1)在视网膜母细胞瘤(RB)生长中的作用,并确定LSD1抑制剂SP2509是否能抑制RB进展。方法:我们检测了12个RB组织样本、两个RB细胞系(Y79和Weri-RB1)以及一个视网膜色素上皮细胞系(ARPE-19)中LSD1的水平。通过过表达或敲低LSD1来检验LSD1在RB癌细胞存活中的作用。进行了体外和体内实验以检测SP2509的抗肿瘤效果,并通过RNA测序和Western blot检测了SP2509的抗肿瘤机制。结果:LSD1在RB组织和细胞中过表达,并增加RB癌细胞的活力和集落形成能力。LSD1抑制剂SP2509在体外和体内抑制RB细胞增殖。SP2509处理增加了二甲基化组蛋白H3赖氨酸4(H3K4me2)的水平,并抑制了RB细胞中β-catenin信号通路相关蛋白的表达。结论:我们证明了LSD1在RB细胞中过表达并促进RB细胞存活。LSD1抑制剂SP2509在体外和体内发挥强效生长抑制作用,这至少部分由抑制β-catenin通路所介导。

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
LSD1在视网膜母细胞瘤生长中的作用,以及LSD1抑制剂SP2509是否能抑制RB进展。
核心机制
SP2509通过抑制LSD1活性导致H3K4me2积累,并抑制β-catenin信号通路相关蛋白表达,从而抑制RB细胞增殖。
主要证据
利用RB组织样本、细胞系(Y79、Weri-RB1)和异种移植模型,通过MTT、集落形成、流式细胞术、RNA-seq和Western blot验证了LSD1过表达促进增殖、SP2509抑制增殖并诱导凋亡,且β-catenin通路蛋白下调。
研究意义
LSD1可能是RB的潜在治疗靶点,SP2509有望成为RB治疗候选药物,为临床转化研究提供依据。

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

验证LSD1在RB组织和细胞中的表达

检测LSD1在RB组织样本和细胞系中的表达水平是否异常。

通过免疫组化检测12例RB组织及癌旁组织中LSD1表达;通过RT-PCR和Western blot检测RB细胞系(Y79、Weri-RB1)和正常视网膜色素上皮细胞系(ARPE-19)中LSD1的mRNA和蛋白水平。

2

LSD1过表达和敲低对RB细胞增殖的影响

评估LSD1表达水平对RB细胞存活和增殖的影响。

构建稳定过表达LSD1的Y79细胞系,通过MTT和集落形成实验检测增殖;通过电穿孔将siLSD1或NC siRNA转入Weri-RB1细胞,检测增殖和细胞周期。

3

SP2509对RB细胞体外增殖的抑制效果

检测SP2509对RB细胞增殖的抑制作用及其浓度和时间依赖性。

用不同浓度SP2509处理Y79、Weri-RB1和ARPE-19细胞,通过MTT和集落形成实验评估细胞活力。

4

SP2509对细胞周期和凋亡的影响

探究SP2509对RB细胞周期分布和凋亡的影响。

用SP2509处理Y79和Weri-RB1细胞,通过流式细胞术检测细胞周期和凋亡,通过Western blot检测凋亡相关蛋白。

5

SP2509的转录组分析

探索SP2509抑制RB细胞增殖的分子机制。

对SP2509(5 µM)或DMSO处理48小时的Y79细胞进行RNA-seq,分析差异表达基因,并通过RT-PCR验证关键基因,KEGG通路分析。

6

SP2509对β-catenin通路蛋白表达的影响

验证SP2509是否影响β-catenin信号通路相关蛋白的表达。

通过Western blot检测SP2509处理后RB细胞中β-catenin、c-MYC、cyclin D3和H3K4me2的表达水平。

7

SP2509体内抗肿瘤效果评估

评价SP2509在体内对肿瘤生长的抑制作用。

建立Y79细胞皮下异种移植模型,通过腹腔注射SP2509(25 mg/kg/天)或对照液治疗3周,测量肿瘤体积和体重,并通过Western blot检测肿瘤组织中β-catenin通路蛋白表达。

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。

产品清单

实验环节名称品牌货号
LSD1抗体Cell Signaling Technology2184
辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔IgGMaixinKIT-5010
RPMI 1640培养基Gibco--
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素-链霉素Gibco--
SP2509Selleck--
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
聚凝胺----
嘌呤霉素----
GenePulser Xcell电穿孔仪Bio-Rad--
MTT试剂BeyotimeC0009S
TRIzol试剂Invitrogen--
PrimeScript RT试剂盒TaKaRa--
SYBR Green试剂----
CFX96实时荧光定量PCR仪Bio-Rad--
LSD1抗体Cell Signaling Technology2184
β-catenin抗体ProteinTech51067-2-AP
H3K4me2抗体Cell Signaling Technology9725
β-actin抗体ServicebioGB12001
c-MYC抗体ProteinTech10828-1-AP
cyclin D3抗体Cell Signaling Technology2936
caspase 3抗体Cell Signaling Technology14220T
cleaved caspase 3抗体Cell Signaling Technology9664T
PARP抗体Cell Signaling Technology9532
抗鼠IgG二抗PromegaW4021
抗兔IgG二抗PromegaW4011
碘化丙啶----
核糖核酸酶A----
琼脂糖BioFroxx2276GR005
结晶紫----
Annexin V FITC/PI双染细胞凋亡检测试剂盒KeyGen BiotechKGA107
BGISEQ-500测序平台BGI--
Matrigel基质胶Corning--

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
LSD1表达检测
RB组织样本数量(12例)及来源;RB细胞系(Y79、Weri-RB1)和ARPE-19细胞系;LSD1抗体浓度(IHC 1:800, WB 1:1000);LSD1引物序列
阅读提示:Materials and Methods:Study Approval and Patient Samples;Cell Culture and Reagents;Western Blot Assay;Table 2
LSD1功能实验
慢病毒包装质粒(psPAX2, pMD2.G)及转染试剂(Lipofectamine 2000);siRNA序列及电穿孔条件(0.15 kV/975 µF);MTT实验细胞数(5000 cells/well)和时间(24-96h);集落形成实验细胞数(10^3-2×10^3)
阅读提示:Materials and Methods:Lentivirus Acquisition;Electroporation;Viability Assay;Colony Formation Assay
SP2509体外处理
SP2509浓度范围(Y79: 0-5 µM;Weri-RB1: 0-2 µM;ARPE-19: 0-5 µM);处理时间(48-96h);MTT检测波长(490nm)
阅读提示:Results:LSD1 Inhibitor SP2509 Suppresses...;Materials and Methods:Viability Assay
细胞周期与凋亡分析
SP2509处理浓度(Y79: 0/2.5/5 µM;Weri-RB1: 0/1/2 µM)和时间(48h);细胞周期检测中PI和RNase A浓度(50 µg/mL和100 µg/mL);凋亡检测中Annexin V和PI体积(各3 µL)
阅读提示:Materials and Methods:Cell Cycle Assay;Apoptosis Analysis Using Flow Cytometry;Results:Figure 4
RNA-seq分析
SP2509浓度(5 µM)和处理时间(48h);生物学重复3次;差异表达基因筛选标准(|log2-ratio|≥1, P≤0.05)
阅读提示:Materials and Methods:RNA Sequencing Analysis
体内异种移植模型
动物品系(BALB/c裸鼠,雄性,18-20g,4-5周龄);细胞接种量(1×10^7细胞/只);SP2509剂量(25 mg/kg,腹腔注射,每日一次)和治疗周期(3周);对照组(0.1% DMSO)
阅读提示:Materials and Methods:Xenotransplantation Experiments;Results:Figure 6