DACH1拮抗CXCL8抑制肺腺癌肿瘤发生并改善预后

DACH1 antagonizes CXCL8 to repress tumorigenesis of lung adenocarcinoma and improve prognosis

作者信息Qian Liu, Anping Li, Shengnan Yu, Shuang Qin, Na Han, Richard G Pestell, Xinwei Han, Kongming Wu
PMID29636079
发布时间2018-04-10
DOI10.1186/s13045-018-0597-1

实验完整度

包含体外细胞实验(稳转/敲低、迁移、报告基因)、体内异种移植模型及临床样本分析等多层级验证。

主要模型

肺腺癌细胞系A549和SKLU 人支气管上皮细胞HBE 肺腺癌异种移植裸鼠模型 肺腺癌患者组织微阵列和血清样本

重点核对

DACH1与CXCL8在mRNA和蛋白水平呈负相关(ADC组织和细胞系) DACH1过表达降低CXCL8表达,敲低DACH1升高CXCL8 DACH1抑制CXCL8诱导的细胞迁移(transwell实验) DACH1通过DS结构域依赖方式抑制CXCL8启动子活性(AP-1和NF-κB位点) DACH1抑制异种移植肿瘤生长并降低CXCL8、cyclin D1和Ki-67表达

摘要

背景:C-X-C基序配体8(CXCL8),作为一种促炎趋化因子,通过自分泌或旁分泌方式对肿瘤细胞的增殖、侵袭和迁移发挥多种作用。相反,人类Dachshund同源物1(DACH1)被认为是一种肿瘤抑制因子,可延缓多种癌症的进展。在前列腺癌中,已证明DACH1与CXCL8的表达呈负相关,并能拮抗CXCL8对细胞迁移的影响。在此,我们探讨了DACH1在非小细胞肺癌(NSCLC)中调控CXCL8的机制。方法:分析了公共微阵列和Kaplan-Meier绘图仪数据集。收集肺腺癌(ADC)患者的血血清样本进行酶联免疫吸附测定(ELISA)分析。对组织微阵列进行免疫组织化学染色。建立了稳定表达DACH1的细胞系,并通过Western blot、ELISA、实时PCR和人细胞因子阵列测量相关基因表达。相应地,建立了转染shDACH1的细胞系,并通过实时PCR和免疫荧光阵列测量相关基因表达。通过transwell和异种移植小鼠模型进行功能研究。应用荧光素酶报告基因测定来测量DACH1对CXCL8的调控。结果:我们的研究表明,CXCL8在mRNA和蛋白质水平均与ADC的高肿瘤负荷相关。ADC细胞系和ADC组织中的相关性分析显示,DACH1与CXCL8呈负相关。同时,DACH1高表达和CXCL8低表达的患者死亡和复发时间延长。此外,我们在体外和体内验证了DACH1对CXCL8的抑制作用。机制研究证明,DACH1通过激活蛋白-1(AP-1)和核转录因子-kappa B(NF-κB)位点转录抑制CXCL8启动子活性。结论:我们的研究证明,CXCL8作为促进ADC肿瘤进展和不良预后的不利因素,而DACH1拮抗CXCL8为ADC患者提供有利的生存。DACH1和CXCL8的双重检测可为进一步评估ADC患者的预后提供精确信息。

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
DACH1是否以及如何调控CXCL8,从而影响肺腺癌的进展和预后?
核心机制
DACH1通过其DS结构域,在转录水平上抑制CXCL8启动子活性,依赖于AP-1和NF-κB结合位点。
主要证据
体外实验显示DACH1过表达降低CXCL8表达,敲低则升高;transwell实验显示DACH1抑制CXCL8诱导的迁移;异种移植模型显示DACH1抑制肿瘤生长并降低CXCL8、cyclin D1和Ki-67表达;临床样本显示DACH1与CXCL8负相关,且高DACH1/低CXCL8患者预后较好。
研究意义
DACH1和CXCL8的双重检测可为肺腺癌患者的预后评估提供精确信息。

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

临床样本相关性分析

评估CXCL8在肺腺癌中的表达水平及其与临床病理特征和预后的关系。

利用公共数据库GSE31210和GSE68465分析CXCL8 mRNA水平;用ELISA检测血清CXCL8蛋白水平;用组织微阵列进行免疫组织化学染色,并分析其与临床病理参数和生存的关系。

2

体外细胞实验验证DACH1对CXCL8的调控

验证DACH1是否负向调控CXCL8表达。

建立稳定过表达DACH1的A549和SKLU细胞系,以及敲低DACH1的HBE和H460细胞系;通过ELISA、Western blot、实时PCR和细胞因子阵列检测CXCL8表达。

3

细胞功能实验(迁移)

探究DACH1是否通过抑制CXCL8影响细胞迁移。

使用transwell实验,分别用抗CXCL8抗体、DACH1过表达和重组人CXCL8因子处理细胞,测定迁移细胞数。

4

体内异种移植模型

验证DACH1在体内对肿瘤生长和CXCL8等蛋白表达的影响。

将A549-vector、A549-DACH1和A549-ΔDS细胞皮下注射到裸鼠,测量肿瘤体积和重量,并进行免疫组织化学染色检测DACH1、cyclin D1、Ki-67和CXCL8。

5

机制研究

阐明DACH1调控CXCL8的分子机制。

利用荧光素酶报告基因实验,使用CXCL8启动子片段和突变体,以及不同DACH1表达载体(包括ΔDS突变体),检测启动子活性。

6

生存分析

评估DACH1和CXCL8表达水平与患者生存的关系。

使用Kaplan-Meier plotter数据库和GSE31210数据集,分析CXCL8和DACH1表达与OS和RFS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
杜尔贝科改良伊格尔培养基----
1640培养基----
胎牛血清----
QuantiCyto人CXCL8试剂盒--H161125-008a
抗CXCL8抗体Ruiying BiologyRLT2343
抗DACH1抗体ProteinTech10914-1-AP
抗Ki-67抗体Abcamab15680
抗cyclin D1抗体MAIXIN-BioRMA-0541
抗CXCL8抗体ProteinTech60141-2-lg
抗DACH1抗体ProteinTech10914-1-AP
抗β-肌动蛋白抗体ProteinTech60008-1-lg
Trizol试剂Takara--
Tip Green qPCR预混液TransStart--
cDNA合成试剂盒TransStart--
Transwell滤膜插入物(8μm孔径)Corning--
基质胶BD Biosciences--
抗CXCL8抗体R&D systemsMAB208
人CXCL8因子PeProTech200-08
pGL3-basic载体----
Superfect转染试剂Qiagen--
TransDetect荧光素酶报告基因检测试剂盒--FR101
GIPZ慢病毒shRNA载体Open Biosystems--
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--

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
细胞培养与处理
细胞系来源、培养基(DMEM或1640)、FBS浓度、CO2浓度、温度、TPA浓度(100 ng/ml)和TNF-α浓度(10 ng/ml)处理时间(12小时)
阅读提示:Methods: Cell culture, establishment of cell lines stably expressing DACH1 and cell stimulation
ELISA检测血清CXCL8
血清样本数量(48例ADC,20例正常)、样本处理、试剂盒货号、检测波长(450 nm)
阅读提示:Methods: ELISA
免疫组织化学染色
组织微阵列货号(HLug-Ade150Sur-02)、抗体信息、稀释比例、评分标准(Fromowitz标准)
阅读提示:Methods: Immunohistochemical staining and Analysis and quantification of staining
稳转细胞系建立
慢病毒载体、感染方法、筛选方法(免疫荧光验证)、DACH1表达载体(包括ΔDS突变体)和shDACH1序列
阅读提示:Methods: Cell culture, establishment of cell lines stably expressing DACH1 and cell stimulation and GIPZ Lentivirus shRNA vector
Transwell迁移实验
细胞数量(2.5×10^4)、基质胶浓度、下室FBS浓度(2.5%)、抗CXCL8抗体浓度(10 μg/ml)、重组CXCL8浓度(50 μg/ml)、迁移时间(12小时)
阅读提示:Methods: Transwell migration assay
异种移植模型
动物品系(4周龄雌性无胸腺裸鼠)、细胞数量(1×10^5)、注射部位(皮下)、肿瘤测量频率(每周)、实验终点(第42天)
阅读提示:Methods: Nude mice study
荧光素酶报告基因实验
启动子片段(2000bp和163bp)、突变体、质粒用量、转染试剂(Superfect)、检测试剂盒(FR101)
阅读提示:Methods: Plasmid construction, transient transfection, and luciferase reporter gene assay