MEX3A介导p53降解以抑制铁死亡并促进卵巢癌肿瘤发生

MEX3A Mediates p53 Degradation to Suppress Ferroptosis and Facilitate Ovarian Cancer Tumorigenesis

作者信息Cheng-Kai Wang, Tzu-Jou Chen, Grace Y T Tan, Fang-Pei Chang, Samyuktha Sridharan, Chen-Hsin Albert Yu, Yen-Hou Chang, Yi-Jen Chen, Li-Tzu Cheng, Wendy W Hwang-Verslues
PMID36354374
发布时间2023-01-18
DOI10.1158/0008-5472.CAN-22-1159

实验完整度

包含体外细胞功能实验(增殖、克隆形成)、原位和皮下异种移植模型、RNA-seq和GSEA分析、Co-IP和泛素化实验,并进行了p53敲低回复实验,验证功能与机制。

主要模型

PA-1卵巢畸胎瘤细胞系 TOV21G卵巢透明细胞癌细胞系 OVISE和RMG-1卵巢癌细胞系 NOD/SCID小鼠原位及皮下异种移植模型

重点核对

MEX3A敲低后p53蛋白水平升高而mRNA不变 MEX3A与p53蛋白相互作用并促进p53泛素化 p53敲低逆转MEX3A缺失引起的铁死亡和生长抑制 MEX3A缺失的肿瘤细胞中SLC3A2表达降低,p53阳性细胞比例升高

摘要

上皮性卵巢癌是一种高度异质性的恶性肿瘤,总体生存率低。p53突变在主要卵巢癌组织学类型——高级别浆液性卵巢癌(HGSOC)中普遍存在,而p53突变在其他卵巢癌亚型中较少见,尤其是在卵巢透明细胞癌(OCCC)中。晚期伴有野生型(WT)p53的OCCC预后较差,且比HGSOC具有更高的耐药性、转移和复发风险。驱动表达WT p53的卵巢癌侵袭性的机制仍不清楚。这里我们发现,MEX3A(一种含有RING finger结构域和RNA结合结构域的双功能蛋白)的上调对表达WT p53的卵巢癌的肿瘤发生至关重要。MEX3A过表达增强了OCCC细胞系的生长和克隆形成能力。相反,在OCCC细胞以及卵巢畸胎瘤细胞中敲低MEX3A可降低细胞存活和增殖能力。MEX3A缺失也抑制了原位异种移植模型中的肿瘤生长并延长了生存期。MEX3A缺失并未改变p53 mRNA水平,但增加了p53蛋白稳定性。MEX3A介导的p53蛋白降解对于抑制铁死亡和增强肿瘤发生至关重要。一致地,p53敲低逆转了MEX3A缺失的影响。总之,我们的观察确定MEX3A是促进表达WT p53的卵巢癌细胞肿瘤发生的重要致癌因子。

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
在表达野生型p53的卵巢癌中,MEX3A如何促进肿瘤发生?
核心机制
MEX3A通过其E3泛素连接酶活性促进p53蛋白泛素化和降解,从而抑制p53介导的铁死亡,增强肿瘤发生。
主要证据
MEX3A缺失增加p53蛋白稳定性、上调GLS2和下调SLC7A11,导致ROS和脂质过氧化升高;p53敲低逆转这些表型;原位异种移植实验表明MEX3A缺失抑制肿瘤生长并延长生存期,而p53敲低逆转此效应。
研究意义
揭示了MEX3A作为致癌因子在WT p53卵巢癌中的作用机制,提示靶向MEX3A可能为治疗WT p53卵巢癌提供潜在策略。

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

检测MEX3A在卵巢癌中的表达

评估MEX3A在不同卵巢癌亚型中的表达水平。

通过RNAscope原位杂交检测患者肿瘤组织中的MEX3A mRNA,并比较不同亚型间的表达差异。

2

体外细胞功能实验

验证MEX3A对卵巢癌细胞增殖、克隆形成和存活的影响。

在PA-1和TOV21G细胞中敲低MEX3A,在OVISE和RMG-1细胞中过表达MEX3A,进行细胞生长曲线、克隆形成和软琼脂集落形成实验。

3

体内肿瘤生长实验

在动物模型中验证MEX3A对肿瘤生长的影响。

将MEX3A敲低或过表达的细胞注射至NOD/SCID小鼠卵巢 bursa 或皮下,监测肿瘤生长和生存期。

4

机制探究

阐明MEX3A调控p53的分子机制。

通过RNA-seq和GSEA分析鉴定p53通路富集,通过免疫印迹、Co-IP和泛素化实验检测p53蛋白水平和相互作用,并通过CHX追踪实验评估p53稳定性。

5

回复实验

验证p53是MEX3A功能的关键下游效应分子。

在MEX3A敲低细胞中同时敲低p53,检测细胞增殖、死亡和铁死亡标志物的变化。

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
Prigrow X系列培养基Applied Biological Materials--
Prigrow III培养基Applied Biological Materials--
胎牛血清----
青霉素-链霉素-两性霉素B溶液Biological Industries03-033-1B
TRI试剂MerckT9424
脱氧核糖核酸酶IThermoEN0521
SuperScript III逆转录酶Invitrogen18-080-044
SYBR GREEN 2X预混液KAPA BiosystemsKM4116
QuantStudio 5实时荧光定量PCR仪Applied Biosystems--
NovaSeq 6000测序平台Illumina--
RIPA裂解缓冲液Millipore20-188
蛋白酶抑制剂混合物Sigma-AldrichS8830
磷酸酶抑制剂混合物BIOTOOLSTAAR-BBI3
Bradford蛋白定量试剂盒Bio-Rad5000006
抗MEX3A一抗GenetexPJ90803
p53抗体Santa Cruzsc-126
磷酸化p53 (Ser15)抗体Cell Signaling Technology9284
UbcH5B抗体Santa Cruzsc-100617
GLS2抗体ABClonalA16029
SLC7A11抗体ABClonalA2413
His标签抗体Proteintech10001-0-AP
HA标签抗体BioLegend901503
TUBULIN抗体Genetex628802
HRP标记的抗兔二抗BethylA120-102P
HRP标记的抗鼠二抗BethylA90-516D2
链霉亲和素-HRPProteintechSA00001-0
Western化学发光HRP底物MilliporeWBKLS0500
UVP ChemStudio Plus生物成像系统Analytik Jena--
CM-H2DCFDA荧光探针ThermoC6827
BODIPY 581/591 C11荧光探针ThermoD3861
固定化活力染料eFluor 455UVeBioscience65-0868-14
FITC Annexin V凋亡检测试剂盒IBD556547
Click-iT EdU流式细胞术检测试剂盒InvitrogenC10634
FACS Canto II流式细胞仪BD Biosciences--
正常兔IgGAbcamab172730
正常小鼠IgGJackson ImmunoResearch015-000-003
蛋白A/G琼脂糖Thermo20421
Trilogy抗原修复液Cell Marque920P-07
p53抗体(IHC)Cell Signaling Technology2527
SLC3A2抗体Cell Signaling Technology47213
Dako REAL EnVision检测系统DakoK5007
RNAscope 2.5 HD检测试剂盒(棕色)Advanced Cell Diagnostics--
hs-Mex3a-O1探针Advanced Cell Diagnostics--
Aperio GT450切片扫描仪Leica Biosystems--
QuPath软件----
D-荧光素----
IVIS Spectrum Lumina II活体成像系统Perkin Elmer--
Living Images软件4.5.5版Perkin Elmer--
Peira TM900肿瘤体积测量仪Peira--
MG132蛋白酶体抑制剂Sigma-AldrichC2211
二甲基亚砜Sigma-AldrichD2650
Liproxstatin-1SelleckchemSE-S7699
Ferrostatin-1SelleckchemSE-S7243
ErastinMedChemExpressHY-15763
Z-VAD-FMKAbMoleM3143
Necrostatin-1AbMoleM2315
3-甲基腺嘌呤AbMoleM2296
体外泛素化试剂盒Enzo Life SciencesBML-UW9920-0001
His标记GAPDH重组蛋白SinoBiological Inc10094-H07E
His标记MEX3A重组蛋白CUSABIOCSB-EP013740HU
p53重组蛋白R&D SystemsSP-454-020

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
细胞系及培养条件
细胞系来源、培养基、血清浓度、培养温度、CO2浓度、传代次数限制
阅读提示:Materials and Methods: Cell lines and cell culture
MEX3A敲低/过表达
shRNA序列、慢病毒载体、感染条件、筛选方法、敲低效率验证
阅读提示:Materials and Methods: Plasmids and reagents
体内异种移植模型
小鼠品系、细胞注射数量、注射部位、监测时间、肿瘤大小测量方法
阅读提示:Materials and Methods: Intra bursa and subcutaneous xenograft models
铁死亡表型检测
ROS探针浓度、脂质过氧化探针浓度、染色时间、流式细胞仪设置
阅读提示:Materials and Methods: Flow cytometry (FACS) for ROS, lipid peroxidation, cell death and cell-cycle analyses
泛素化实验
转染质粒、MG132浓度和处理时间、免疫沉淀抗体、检测方法
阅读提示:Materials and Methods: Coimmunoprecipitation