鳞状细胞癌利用邻近组织学正常的上皮促进侧向侵袭

Squamous cell carcinoma subverts adjacent histologically normal epithelium to promote lateral invasion

作者信息Priyanka Singh, Rajat Banerjee, Songlin Piao, Marcell Costa de Medeiros, Emily Bellile, Min Liu, Dilna Damodaran Puthiya Veettil, Ligia B Schmitd, Nickole Russo, Erika Danella, Ronald C Inglehart, Kyriel M Pineault, Deneen M Wellik, Greg Wolf, Nisha J D'Silva
PMID33835136
期刊J Exp Med
发布时间2021-06-07
DOI10.1084/jem.20200944

实验完整度

高

包含体外细胞系、鸡胚CAM和裸鼠异种移植模型,以及Dmbt1敲除小鼠和患者样本分析,并进行了功能获得/缺失、机制验证。

主要模型

人HNSCC细胞系(UM-SCC-1、UM-SCC-29、UM-SCC-47等) 永生化口腔角质形成细胞系HOK16B和原代角质形成细胞HOK5973 鸡胚绒毛尿囊膜模型 裸鼠皮下异种移植模型 Dmbt1−/−基因敲除小鼠模型 人HNSCC组织样本和临床队列

重点核对

DMBT1在HNSCC中的表达水平(细胞系、患者组织) TNFα和TGFβ1的浓度(10 ng/ml和1 ng/ml)及处理时间 CM制备的条件(饥饿处理时间、离心) siRNA转染效率验证(免疫印迹) 裸鼠异种移植实验中使用的细胞数量和注射方式

摘要

复发和新肿瘤在鳞状细胞癌中常见,部分归因于侧向侵袭,导致生存率低。我们确定了癌症利用邻近组织学正常上皮使小簇癌细胞在邻近组织学正常上皮下未被发现地潜行的机制。我们发现,癌症中DMBT1的抑制在体内促进侵袭性侵袭和转移,并与患者的转移相关。癌细胞还通过TGFβ1和TNFα抑制邻近组织学正常上皮中的DMBT1,从而利用它促进一小群肿瘤细胞的侵袭。DMBT1在此过程中的充分性通过Dmbt1−/−小鼠相比野生型小鼠显著更高的卫星肿瘤巢得到证明。此外,在患者中,小肿瘤巢在邻近组织学正常上皮下的侵袭与复发风险增加和无病生存期缩短相关。本研究证明了邻近组织学正常上皮在侵袭中的关键作用及其在肿瘤微环境中的重要作用,并为减少肿瘤复发的治疗策略开辟了新的可能性。

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
癌症如何利用邻近组织学正常上皮促进侧向侵袭,其机制是什么?
核心机制
癌细胞通过分泌TGFβ1和TNFα抑制邻近组织学正常上皮中的DMBT1,DMBT1的下调通过ZEB1介导的E-cadherin抑制和MMP9上调,促进癌细胞侧向侵袭。
主要证据
通过细胞系过表达/敲低DMBT1体外实验、CAM和裸鼠异种移植模型验证DMBT1抑制肿瘤生长和侵袭;Dmbt1−/−小鼠肿瘤出现更多卫星灶;患者样本中侧向侵袭与不良预后相关。
研究意义
该研究扩展了HNSCC肿瘤微环境的定义,将邻近组织学正常上皮纳入其中,为通过调节该上皮以减少肿瘤复发提供了新的治疗策略可能性。

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

体外细胞功能验证

验证DMBT1在HNSCC细胞中的表达及其对细胞侵袭能力的影响

在HNSCC细胞系(UM-SCC-29和UM-SCC-1)中稳定过表达DMBT1或通过shEZH2上调内源DMBT1,敲低DMBT1,进行Matrigel侵袭实验和迁移实验。

2

体内肿瘤生长和侵袭评价

验证DMBT1对体内肿瘤生长、侵袭和转移的影响

将HNSCC细胞接种于鸡胚CAM及裸鼠皮下,观察肿瘤生长、侵袭和转移,通过H&E染色和Alu-PCR等方法评价。

3

机制验证实验

明确DMBT1调控E-cadherin和MMP9的机制

通过免疫印迹检测E-cadherin、MMP9、ZEB1表达,通过mRNA稳定性实验、荧光素酶报告基因实验、ChIP实验验证DMBT1对关键基因转录和转录后调控的影响。

4

角质形成细胞中DMBT1抑制机制验证

验证HNSCC细胞分泌的TNFα和TGFβ1对邻近正常角质形成细胞中DMBT1的抑制作用

用HNSCC条件培养基处理角质形成细胞,检测DMBT1表达变化;利用中和抗体或siRNA敲低TNFα/TGFβ1,并加回重组细胞因子,验证对DMBT1的抑制作用。

5

临床队列和分析

评估侧向侵袭和DMBT1表达与患者预后的关联

分析Oncomine数据库和GEO数据,使用Kaplan-Meier生存分析;检测患者组织中DMBT1表达,并评估肿瘤侵袭模式与复发及生存的关系。

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
EpiLife培养基InvitrogenMEPICF500
pCMV6-DMBT1质粒OriGeneRC215454
siDMBT1 siRNADharmaconJ-007883-07-0020
siE-cadherin siRNADharmaconJ-003877-08-0020
siTNFα siRNAOrigeneSR30002
siTGFβ1 siRNADharmaconLQ-012562-07
shEZH2慢病毒颗粒DharmaconV2LHS_17507
抗DMBT1抗体Sigma-AldrichSAB2700429
抗EZH2抗体Cell Signaling Technology5246
抗MMP2抗体Cell Signaling Technology4022
抗MMP9抗体Cell Signaling Technology3852
抗TNFα抗体Cell Signaling Technology3707
抗TGFβ1抗体Cell Signaling Technology3907
抗E-cadherin抗体BD Biosciences610182
抗肌动蛋白抗体BD Biosciences612656
抗ZEB1抗体Proteintech21544-1-AP
抗GAPDH抗体MilliporeMAB374
SuperSignal West Pico化学发光底物----
Power SYBR Green预混液Applied Biosystems--
StepOne Plus实时荧光定量PCR系统Applied Biosystems--
miRNAeasy试剂盒QIAGEN--
RNeasy FFPE试剂盒QIAGEN--
SuperScript III逆转录酶Invitrogen--
杜氏改良Eagle培养基----
胎牛血清----
青霉素/链霉素----
胰蛋白酶-EDTA----
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
Matrigel基质胶Corning, BD Biosciences354230
Transwell小室Corning3422
明胶----
EZ-Magna ChIP A/G试剂盒Millipore17-10086
双荧光素酶报告基因系统Promega--
LightSwitch报告载体Active MotifS718295
RenSP荧光素酶检测系统Active Motif32032
DAPIInvitrogen--
PEN膜载玻片Leica11505158
LCM V 4.0.3.7系统Leica--
重组人TNFα----
重组人TGFβ1----
抗TNFα中和抗体----
抗TGFβ1中和抗体----
HRP标记二抗Jackson ImmunoResearch--
BCA蛋白定量试剂盒----

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
细胞培养和条件培养基制备
细胞系来源和培养条件;HNSCC细胞培养基收集时间;无血清培养基使用;离心参数
阅读提示:Materials and methods: Cell culture, Depletion of TNFα and TGFβ1
DMBT1表达调控
siRNA序列和转染效率;shEZH2构建方法;DMBT1过表达质粒和对照
阅读提示:Materials and methods: Cell transfection and transduction
体外侵袭实验
Matrigel浓度和包被方法;细胞数量;侵袭时间;分析方法
阅读提示:Materials and methods: Invasion assay
动物实验
小鼠品系和数量;注射细胞数;肿瘤测量时间点;组织处理和分析方法
阅读提示:Materials and methods: In vivo mouse xenograft model, Dmbt1−/− knockout mouse model
临床样本分析
患者样本来源和数量;侧向侵袭判定标准;DMBT1免疫组化评分方法;生存分析模型
阅读提示:Materials and methods: Human tissue samples, Histology and immunohistochemistry