酸性成纤维细胞生长因子是胰腺癌中MYC微环境调节的基础

Acidic fibroblast growth factor underlies microenvironmental regulation of MYC in pancreatic cancer

作者信息Sohinee Bhattacharyya, Chet Oon, Aayush Kothari, Wesley Horton, Jason Link, Rosalie C Sears, Mara H Sherman
PMID32434218
期刊J Exp Med
发布时间2020-08-03
DOI10.1084/jem.20191805

实验完整度

体外细胞实验、患者样本分析、异种移植和原位移植模型,以及ChIP-seq和功能验证(敲低、抑制剂、突变体)等,多层次验证FGF1调控MYC的机制。

主要模型

人PDAC细胞系MiaPaCa2、PSN1、Panc1、PA-TU-8988T 原代人PDAC CAFs 人胰腺星状细胞hPSC 小鼠原位移植模型(FC1199和FC1245细胞) 皮下异种移植模型(MiaPaCa2细胞)

重点核对

细胞模型中CAF条件培养基处理时间(3小时)及MYC蛋白水平变化 FGF1中和抗体及shRNA敲低对MYC诱导的抑制 FGFR抑制剂(PD173074, Debio 1347, BGJ398)对MYC稳定性的影响 AKT抑制剂(MK2206)和GSK-3β突变体对MYC调节的验证 体内实验中BGJ398和trametinib的剂量及给药方式

摘要

尽管MYC作为致癌RAS的效应子具有关键作用,但缺乏靶向RAS驱动癌症中MYC活性的策略。在肺癌和胰腺癌的基因工程小鼠模型中,致癌KRAS不足以驱动肿瘤发生,而适度MYC过表达的加入则驱动了强烈的肿瘤形成,表明RAS通路之外的机制在MYC调节和RAS驱动的肿瘤发生中发挥关键作用。在这里,我们显示源自癌症相关成纤维细胞(CAFs)的酸性成纤维细胞生长因子(FGF1)与癌细胞自主信号协同作用,增加MYC水平、启动子占据和活性。FGF1对于MYC蛋白稳定性的旁分泌调节是必要且充分的,通过AKT和GSK-3β信号传导增加MYC半衰期。患者标本显示基质CAF含量与肿瘤 compartments中的MYC蛋白水平之间存在强相关性,并确定CAFs是肿瘤微环境中FGF1的特异性来源。总之,我们的发现表明MYC受细胞自主和微环境信号的协调调节,并确定CAF衍生的FGF1是致癌转录的新型旁分泌调节因子。

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
胰腺癌中微环境信号如何调节MYC?
核心机制
CAF来源的FGF1通过FGFR激活AKT和GSK-3β,抑制MYC T58磷酸化,从而稳定MYC蛋白并增强其活性。
主要证据
CAF条件培养基提高MYC半衰期和启动子占据;FGF1敲低或FGFR抑制剂降低MYC水平;患者样本显示CAF密度与MYC水平相关;体内实验证实FGFR抑制降低MYC并抑制肿瘤生长。
研究意义
确立CAF来源FGF1作为MYC的旁分泌调节因子,为RAS/MYC驱动癌症提供潜在治疗策略(如FGFR抑制剂联合MEK抑制剂)。

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CAF分泌因子对MYC的调节作用

测试CAF条件培养基是否影响PDAC细胞中MYC蛋白水平。

用CAF CM处理PDAC细胞,通过Western blot和IF检测MYC水平。

2

患者样本分析CAF密度与MYC相关性

检查人类PDAC中CAF含量与MYC蛋白水平是否相关。

免疫组化染色KRT、αSMA和MYC,定量分析相关性。

3

鉴定CAF来源的关键因子FGF1

确定CAF分泌的哪种因子介导MYC上调。

比较CAF和hPSC的基因表达,筛选候选因子,用中和抗体和FGF1敲低验证。

4

验证FGF1-FGFR信号通路

测试FGF1是否通过FGFR激活AKT/GSK-3β来稳定MYC。

使用重组FGF1、FGFR抑制剂、AKT抑制剂和突变体检测信号通路分子变化。

5

ChIP-seq分析MYC基因组定位

检查CAF CM是否改变MYC在全基因组的结合位点。

对处理细胞进行MYC ChIP-seq,分析差异结合位点并验证。

6

体内模型验证FGF1/FGFR轴功能

在体内测试抑制FGF1/FGFR是否影响MYC水平和肿瘤生长。

皮下共移植PDAC细胞与FGF1敲低CAFs;原位移植后用FGFR抑制剂单独或联合MEK抑制剂处理。

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
DMEM培养基文中未明确说明--
胎牛血清文中未明确说明--
完全F培养基文中未明确说明--
NE-PER核和胞质提取试剂Thermo Fisher Scientific--
BCA蛋白定量试剂盒Pierce--
Bis-Tris NuPAGE凝胶Invitrogen--
PVDF膜文中未明确说明--
IRDye 700山羊抗兔IgGLI-COR Biosciences--
IRDye 800山羊抗小鼠IgGLI-COR Biosciences--
Odyssey CLx红外成像系统LI-COR Biosciences--
Image Studio软件LI-COR Biosciences--
含DAPI的Vectashield封片剂Vector Laboratories--
Alexa Fluor偶联二抗Thermo Fisher Scientific--
Aqua Block缓冲液Abcam--
ViewRNA组织原位杂交试剂盒(双通道)Thermo Fisher Scientific--
DAKO ultramount封片剂Agilent--
Zeiss LSM 880共聚焦显微镜Carl Zeiss--
Zeiss Axio Scan自动载玻片扫描显微镜Carl Zeiss--
Diagenode Bioruptor超声破碎仪Diagenode--
Illumina TruSeq ChIP文库制备试剂盒Illumina--
HiSeq 2500测序平台Illumina--
iScript逆转录预混液Bio-Rad--
SYBR Green预混液Bio-Rad--
人酸性FGF Quantikine ELISA试剂盒R&D SystemsDFA00B
慢病毒包装质粒pMD2.G和psPAX2Addgene--
聚凝胺Sigma-Aldrich--
Lipofectamine 2000转染试剂Thermo Fisher Scientific--
CellTiter-Glo发光细胞活力检测试剂Promega--
GloMax酶标仪Promega--
PD173074Selleck ChemicalsS1264
NVP-BGJ398Selleck ChemicalsS2183
曲美替尼MedChem ExpressHY-10999A
重组人酸性FGFStem Cell Technologies78187.1
基质胶BD Biosciences354248
平滑肌肌动蛋白单克隆抗体InvitrogenMA5-11547
抗c-Myc抗体Abcamab32072
抗c-Myc (pS62)抗体Abcamab185656
抗c-Myc兔单克隆抗体Cell Signaling Technology5605
抗FGFR1 (磷酸化Y653)抗体Abcamab173305
抗FGF1抗体R&D SystemsAF232
FGFR1单克隆抗体Invitrogen13-3100
NPM1单克隆抗体Invitrogen32-5200
泛角蛋白小鼠单克隆抗体(Alexa Fluor 647偶联)Cell Signaling Technology4528
广谱角蛋白I/II型抗体混合物Thermo Fisher ScientificMA5-13156
抗c-Myc (pT58)抗体Abcamab28842
磷酸化Akt (Ser473)兔单克隆抗体Cell Signaling Technology4060
Akt (pan)兔单克隆抗体Cell Signaling Technology4691
磷酸化GSK-3β (Ser9)抗体Cell Signaling Technology9336
GSK-3β兔单克隆抗体Cell Signaling Technology9315
Lamin A/C小鼠单克隆抗体Cell Signaling Technology4777
HSC 70小鼠抗体Selleck Chemicals7298
人酸性FGF中和抗体R&D SystemsAF232
人碱性FGF中和抗体R&D SystemsAF232
人FGF-7中和抗体R&D SystemsMAB251
人IL-6中和抗体R&D SystemsMAB2061
人HGF中和抗体R&D SystemsAB-294-NA
人PDGF-AA中和抗体R&D SystemsMAB221
人PDGF-BB中和抗体R&D SystemsAB-220-NA
人/小鼠Wnt-3a中和抗体R&D SystemsMAB9025
HA-AKT显性负性突变体(K17M)Addgene16243
HA-GSK3β S9A质粒Addgene14754
SMARTvector慢病毒人shRNA构建体Dharmacon224940601, 225482233, 226573540, 228128665

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
细胞培养
PDAC细胞系(MiaPaCa2, PSN1, Panc1, PA-TU-8988T)和CAF的培养条件;CAF代数(≤7代,部分至20代);hPSC来源
阅读提示:Materials and methods: Cell lines, Generation of human PDAC primary CAFs
CAF条件培养基制备
血清饥饿时间(48小时);收集时间(48小时);离心条件(300g,5分钟)
阅读提示:Materials and methods: CM treatments
Western blot
亚细胞分离试剂(NE-PER);裂解缓冲液;抗体浓度未明确说明
阅读提示:Materials and methods: Western blotting
MYC稳定性检测
CHX浓度(50 µg/ml);处理时间(0-3小时);放线菌素D浓度(5 µg/ml)
阅读提示:Materials and methods: Cycloheximide chase, Actinomycin D chase
中和抗体筛选
中和抗体种类和浓度未明确;室温孵育1小时
阅读提示:Materials and methods: Neutralizing antibody screen
免疫荧光染色
固定时间(15分钟);透化(0.1% Triton X-100,10分钟);封闭(8% BSA,1小时);一抗孵育(3小时);二抗稀释(1:400)
阅读提示:Materials and methods: Immunostaining
ChIP-seq
细胞处理(3小时);甲醛固定(1%);染色质片段大小(200-1000 bp);抗体(MYC CST 9402,IgG对照);测序平台(HiSeq 2500,单端100循环)
阅读提示:Materials and methods: ChIP-seq
细胞增殖实验
细胞密度(2×10^3/孔);血清饥饿(72小时);处理(72小时);检测试剂(CellTiter-Glo)
阅读提示:Materials and methods: Proliferation assay
动物实验
小鼠品系和年龄(C57BL/6J 8周龄,NU/J);细胞数量(原位移植10000个,皮下移植1×10^6细胞+5×10^5 CAF);BGJ398剂量(50 mg/kg),trametinib剂量(1 mg/kg),给药方式(口服灌胃),治疗时间(9天)
阅读提示:Materials and methods: Orthotopic transplant/allograft model, Subcutaneous PDAC transplants