肺腺癌中由p53缺失激活的促肿瘤分泌通路

A protumorigenic secretory pathway activated by p53 deficiency in lung adenocarcinoma

作者信息Xiaochao Tan, Lei Shi, Priyam Banerjee, Xin Liu, Hou-Fu Guo, Jiang Yu, Neus Bota-Rabassedas, B Leticia Rodriguez, Don L Gibbons, William K Russell, Chad J Creighton, Jonathan M Kurie
PMID32931483
发布时间2021-01-04
DOI10.1172/JCI137186

实验完整度

包含体外细胞实验(增殖、迁移、侵袭、克隆形成)、体内动物模型(同系免疫活性小鼠、裸鼠)、患者来源异种移植、条件培养基蛋白质组学、分子机制验证(miR-34a靶点、蛋白相互作用、囊泡 trafficking)等多层级验证。

主要模型

TP53缺失A549细胞系 TP53突变LUAD细胞系(H1299、H2122、CALU-1等) 鼠源344SQ/344P同系移植瘤模型 患者来源肺腺癌异种移植(PDX)

重点核对

TP53状态(WT vs KO vs 突变)及p53表达水平 G55表达调控(miR-34a依赖性) GRASPIN处理浓度(10μM体外,25或50mg/kg体内)及给药方案 分泌蛋白(IGFBP2、SPP1)的检测方法 体内模型类型(同系、裸鼠、PDX)及肿瘤接种细胞数

摘要

旨在靶向TP53缺陷癌细胞的治疗策略仍然难以实现。在此,我们表明TP53缺失启动了一个药理学上可操作的分泌过程,该过程驱动肺腺癌(LUAD)进展。分子、生化和细胞生物学研究表明,TP53缺失增加了高尔基体重组和堆叠蛋白55 kDa(G55)的表达,G55是一种维持高尔基体完整性的高尔基体堆叠蛋白,并且是包含GOLGIN45(G45)–肌球蛋白IIA的蛋白复合物的一部分,该复合物激活高尔基体中的分泌囊泡生物发生。TP53缺失通过解除G55和肌球蛋白IIA受miR-34a依赖性沉默的抑制,激活了G55依赖性分泌。G55依赖性分泌蛋白增强了TP53缺陷LUAD细胞的增殖和侵袭活性,并促进了肿瘤微环境中的血管生成和CD8+ T细胞耗竭。一种阻断G55-G45相互作用的小分子损害了分泌,并减少了TP53缺陷LUAD的生长和转移。这些结果确定了TP53缺陷LUAD细胞中一个可靶向的分泌脆弱性。

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
TP53缺失如何通过分泌途径驱动肺腺癌进展,以及该途径是否可作为治疗靶点
核心机制
TP53缺失通过下调miR-34a,解除对G55和肌球蛋白IIA(MYOIIA)的沉默,从而激活G55-G45-MYOIIA复合物介导的常规蛋白分泌,促进肿瘤进展
主要证据
体内外实验表明G55缺失抑制TP53缺失LUAD细胞增殖、侵袭和转移;GRASPIN阻断G55-G45相互作用减少分泌及肿瘤生长;机理上,G55/G45/MYOIIA调控RAB6A囊泡形成
研究意义
确定了TP53缺陷LUAD中一个可靶向的分泌脆弱性,为TP53突变恶性肿瘤的治疗提供了潜在策略

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

G55表达调控机制验证

验证TP53缺失是否通过miR-34a上调G55表达

通过CRISPR/Cas9敲除A549细胞TP53,检测G55表达;使用miR-34a模拟物和抑制剂、p53表达载体、3'UTR荧光素酶报告基因和ChIP实验

2

G55功能验证(体外)

评估G55对TP53突变LUAD细胞增殖、迁移、侵袭和克隆形成的影响

使用siRNA/shRNA敲低G55,进行WST-1增殖、软琼脂克隆形成、Boyden小室迁移侵袭实验;过表达G55观察相反效果

3

G55功能验证(体内)

验证G55对肿瘤生长和转移的作用

将G55敲低的344SQ细胞皮下注射同系免疫活性小鼠,或过表达G55的344P细胞注射,测量肿瘤重量、肺转移灶和生存期

4

分泌蛋白质组学分析

鉴定G55依赖性分泌蛋白

收集G55缺陷和对照细胞的CM,进行LC-MS分析,比较蛋白丰度,并验证关键蛋白(SPP1、IGFBP2)

5

分泌蛋白功能验证

验证SPP1和IGFBP2在肿瘤进展中的作用

使用siRNA或中和抗体敲低SPP1、IGFBP2,进行体外功能实验(克隆形成、迁移、侵袭)和体内肿瘤模型;加入重组蛋白回补

6

GRASPIN药物抑制实验

验证G55-G45相互作用抑制剂GRASPIN的抗肿瘤作用

用GRASPIN处理细胞和动物,检测G55-G45结合、IGFBP2/SPP1分泌、细胞增殖、克隆形成、肿瘤生长和转移

7

机制验证:G55/G45/MYOIIA/RAB6A通路

阐明G55依赖性分泌的分子机制

通过Co-IP、pull-down、LC-MS鉴定相互作用蛋白;敲低G45、MYOIIA、RAB6A等观察分泌和囊泡形成;使用突变体和阻断肽验证功能性相互作用

8

微环境效应评估

评估G55依赖性分泌对血管生成和免疫浸润的影响

流式分析肿瘤组织中内皮细胞和CD8+ T细胞亚群;HUVEC管形成实验;多因子检测细胞因子

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
RPMI 1640培养基----
胎牛血清----
jetPRIME转染试剂Polyplus--
GRASPINVitas-M LaboratoryPubChem CID: 3113208
渥曼青霉素MilliporeSigma--
3-甲基腺嘌呤MilliporeSigma--
Nutlin-3MilliporeSigma--
布雷菲德菌素AMilliporeSigma--
抗G55抗体Novus BiologicalsNB100-74431
抗GM130抗体BD Transduction Laboratories560066
抗G45抗体Aviva Systems BiologyOAAN01805
抗GOLPH3抗体Abcamab98023
抗IGFBP2抗体Proteintech11065-3-AP
抗SPP1抗体Proteintech22952-1-AP
抗MYO18A抗体Proteintech14611-1-AP
抗α-微管蛋白抗体MilliporeSigmaT9026
抗EGFP抗体MilliporeSigmaG6539
抗PARP-1抗体Cell Signaling Technology9542
抗血凝素标签抗体Cell Signaling Technology3724
抗β-肌动蛋白抗体Cell Signaling Technology4970
抗p53抗体Cell Signaling Technology9282
抗GM130抗体Cell Signaling Technology12480
抗EEA1抗体Cell Signaling Technology3288
抗泛素抗体Cell Signaling Technology43124
抗肌球蛋白IIA抗体Cell Signaling Technology3403
抗ACBD3抗体Santa Cruz Biotechnologysc-101277
抗GRASP65抗体Santa Cruz Biotechnologysc-374423
抗p53抗体Santa Cruz Biotechnologysc-126
抗钙联蛋白抗体Abcamab22595
抗RAB11抗体Abcamab95375
抗RNA聚合酶II抗体MilliporeSigma05-623
抗IGFBP2中和抗体R&D SystemsAF674
抗SPP1中和抗体R&D SystemsAF1433
重组IGFBP2蛋白Abcamab63223
重组SPP1蛋白Abcamab92964
人IL-6 ELISA试剂盒Abcamab46027
细胞增殖试剂WST-1Roche--
死细胞凋亡检测试剂盒Thermo Fisher ScientificV13242
SimpleChIP酶法染色质免疫沉淀试剂盒Cell Signaling Technology9002
RNeasy小型RNA提取试剂盒Qiagen74106
qScript cDNA预混液Quanta Biosciences--
SYBR Green实时PCR预混液Thermo Fisher Scientific--
S-Trap离心柱protifi.com--
三(2-羧乙基)膦Thermo Fisher Scientific77720
Minute高尔基体富集试剂盒Invent BiotechnologiesGO-037
内皮细胞生长培养基-2 BulletKitLonzaCC-5035
DMEM培养基----
嘌呤霉素InvivoGene--
G418Corning--
GFP-G55质粒----
Myosin-IIA-GFP质粒----
EGFP-RAB6A质粒----

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
细胞系来源、培养基类型、血清浓度、培养条件
阅读提示:Methods - Cell lines
TP53敲除实验
guide RNA序列、转染方法、敲除验证
阅读提示:Methods - Cell lines
miR-34a调控实验
miR模拟物/抑制剂浓度、转染效率、3'UTR报告基因序列
阅读提示:Results - Figure 1, Methods - Luciferase reporter assays
细胞功能实验
细胞密度、处理时间、Matrigel浓度等
阅读提示:Methods - Cell proliferation, colony formation, migration and invasion assays
体内肿瘤模型
小鼠品系、细胞注射数量、注射部位、药物剂量和给药方案
阅读提示:Methods - Animal husbandry, Figure legends - Figure 4
分泌蛋白检测
CM收集时间、过滤孔径、Western blot条件
阅读提示:Methods - CM assays
GRASPIN处理
体外处理浓度和时长;体内给药剂量、频率、溶剂
阅读提示:Methods - Reagents, Figure legends - Figure 4
高尔基体分离
试剂盒操作步骤、细胞数量、离心条件
阅读提示:Methods - Isolation of Golgi and vesicle fractions