转录组分析揭示Hedgehog信号作为Ménétrier病的生物标志物及其在发病机制中的作用

Transcriptomic profiling reveals the role of Hedgehog signaling as a biomarker and in the pathogenesis of Ménétrier's disease

作者信息Miyoung Shin, Tryston T Gabriel, Fred Kwame Ofosu, Jiali Zhang, Tricia T Wang, Matthew E Bechard, Robert J Coffey, Won Jae Huh
PMID41199529
期刊J Pathol
发布时间2026-01
DOI10.1002/path.6488

实验完整度

包含转录组分析、RT-qPCR、免疫组化、免疫印迹、小鼠模型、类器官等多层次验证,并进行了功能获得与功能丧失实验,验证了机制与治疗效果。

主要模型

MT-TGFα小鼠 野生型小鼠 人胃类器官 人胃组织样本

重点核对

RNA-seq样本选择:3例MD、3例JPS、3例正常对照,排除低质量样本 Hh抑制剂sonidegib处理MT-TGFα小鼠:5 mg/kg,隔日腹腔注射,持续3周 Hh激动剂SAG处理野生型小鼠:20 mg/kg,隔日腹腔注射,持续2周 人胃类器官处理:EGFR抑制剂P1X/P2X(100 μg/ml)或sonidegib(50 μM)处理48 h

摘要

Ménétrier病(MD)和幼年性息肉病综合征(JPS)均为罕见的癌前病变,可导致胃癌。MD是一种获得性疾病,无已知的致病突变,其特征是胃中表皮生长因子受体(EGFR)配体转化生长因子-α(TGFα)表达增加。JPS以常染色体显性方式遗传,由BMPR1A或SMAD4突变引起。尽管这两种疾病在临床病理特征上存在差异,但它们也共享相似的特征,常导致误诊。为了鉴定MD的诊断标志物并更好地了解该病的发病机制,我们对正常(NL)、MD和JPS患者的胃组织进行了转录组分析。MD和JPS之间的比较分析揭示了共同的和差异的基因特征。共同的基因特征包括雌激素受体信号、整合素信号、mTOR信号等,这些可能导致了组织病理学上的相似性。在差异基因特征中,我们发现Hedgehog(Hh)信号在MD中上调,并证实Hh信号下游靶标GLI1和HHIP的蛋白表达在MD中高于JPS,尤其是在小凹细胞中,这一点通过免疫组织化学得到确认。我们还证明,在MD小鼠模型中,使用Hh通路抑制剂治疗可部分挽救组织病理学表型。这项研究为MD和JPS中观察到的相似临床病理特征的潜在机制提供了有价值的见解。我们还确定了GLI1和HHIP作为有助于区分MD和JPS的诊断标志物。此外,Hh信号被证明在MD的发病机制中起重要作用,并可作为潜在的治疗靶点。

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
本研究旨在鉴定可区分Ménétrier病(MD)与幼年性息肉病(JPS)的诊断标志物,并探索MD的发病机制,以寻找潜在治疗靶点。
核心机制
Hedgehog(Hh)信号通路在MD中上调,且可能位于EGFR信号通路下游,参与MD的发病机制。
主要证据
RNA-seq和RT-qPCR显示MD中GLI1表达显著高于JPS;免疫组化证实GLI1和HHIP蛋白在MD中高表达;MT-TGFα小鼠模型中,Hh抑制剂部分挽救MD表型,而野生型小鼠中Hh激动剂可部分诱导MD表型;MD患者胃类器官中,EGFR抑制导致GLI1表达下降,而Hh抑制不影响p-EGFR。
研究意义
GLI1和HHIP可作为区分MD与JPS的诊断标志物,Hh信号通路可能作为MD的潜在治疗靶点。

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

转录组测序与比较分析

鉴定MD与JPS的差异表达基因和信号通路。

对3例MD、3例JPS和3例正常胃黏膜样本进行RNA-seq,排除低质量样本后,利用DESeq2进行差异表达分析,并进行通路富集分析。

2

RT-qPCR验证

验证RNA-seq中发现的Hh信号通路靶基因表达差异。

使用RT-qPCR检测MD、JPS和NL样本中GLI1、BOC、HHIP的表达。

3

免疫组织化学验证蛋白表达

在蛋白水平验证GLI1和HHIP在MD、JPS和NL中的表达差异。

对MD、JPS和NL胃组织切片进行GLI1、HHIP、PTCH1免疫组化染色,并使用QuPath计算H-score。

4

小鼠模型功能验证

评估Hh信号在MD发病机制中的作用。

用Hh抑制剂sonidegib处理MT-TGFα小鼠,用Hh激动剂SAG处理野生型小鼠,观察组织学变化及细胞类型数量。

5

人胃类器官治疗验证

探究EGFR和Hh信号通路在MD中的上下游关系。

MD患者胃类器官分别用EGFR抑制剂P1X/P2X或Hh抑制剂sonidegib处理,检测p-EGFR和GLI1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
RNeasy Plus 微型试剂盒Qiagen--
Illumina测序平台Illumina--
Partek Flow软件Partek--
Ingenuity通路分析Qiagen--
Enrichr----
iScript Advanced cDNA合成试剂盒Bio-Rad--
SsoAdvanced Universal SYBR Green SupermixBio-Rad--
CFX Opus96实时荧光定量PCR系统Bio-Rad--
4-12%梯度Bis-Tris SDS-PAGE凝胶Invitrogen--
iBlot干转印系统Invitrogen--
PVDF膜----
化学发光HRP底物Thermo Fisher Scientific34096
ChemiDoc XRS+成像系统Bio-Rad--
抗GLI1抗体BiossBs-1206R
抗p-EGFR抗体Abcamab40815
抗HEY1抗体Proteintech19929-1-AP
抗β-肌动蛋白抗体Proteintech20536-1-AP
HRP偶联二抗InvitrogenA16035
蛋白封闭液Abcamab64226
抗H+/K+ ATPase抗体----
抗GIF抗体MyBioSourceMBS2014736
抗Ki-67抗体Cell Signaling Technology12202S
加纳籽凝集素IIInvitrogenL21415
荆豆凝集素1Vector LaboratoriesFL-1062
荧光显微镜KEYENCEBZ-X800
抗HHIP抗体InvitrogenPA5-115355
抗Patched 1抗体R&D SystemsMAB41051
Motic EasyScan系统Motic--
QuPath软件--ver. 0.4.3
PrimocinInvivoGenant-pm-1
牛生长血清CytivaSH30541.03
二硫苏糖醇Sigma-AldrichD9779
EDTA/EGTACorning/Sigma-Aldrich46-034-Cl/E3889
基质胶Corning354234
人肠道类器官培养基STEMCELL Technologies06010
Y-27632Sigma-AldrichY0503
胃泌素ISigma-AldrichG9145
N-乙酰-L-半胱氨酸Sigma-AldrichA9165
A83-01Tocris2939
成纤维细胞生长因子-2Thermo Fisher233-FB-010
胰岛素样生长因子-1BioLegend590904
索尼德吉Med Chem ExpressHY-16582A
平滑激动剂Med Chem ExpressHY-12848
二甲基亚砜Sigma-AldrichD4540
玉米油Sigma-AldrichC8267
P1X/P2X抗体----

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
RNA-seq
样本量:3例MD、3例JPS、3例NL;排除标准:平均覆盖度<10×或读数低;分组依据:TGFA表达水平
阅读提示:Methods: RNA isolation and RNA-sequencing analysis; Results: Mining the RNA-sequencing datasets; Figure 2
小鼠模型药物处理
动物品系:MT-TGFα小鼠(2-4月龄);给药剂量:sonidegib 5 mg/kg,SAG 20 mg/kg;给药方式:腹腔注射,隔日;持续时间:3周(sonidegib)、2周(SAG);对照组:10% DMSO/90%玉米油
阅读提示:Methods: Animal experiments; Figure 5 and 6 legends
人胃类器官培养
样本:MD患者胃组织;培养基:Human IntestiCult加补充因子;处理:P1X/P2X (100 μg/ml)或sonidegib (50 μM)处理48 h;EGFR信号抑制时需去除EGF
阅读提示:Methods: Human gastric organoids; Supplementary Figure S5