肠道菌群失调通过调节Hedgehog信号通路促进上皮性卵巢癌的发展

Gut microbiota dysbiosis promotes the development of epithelial ovarian cancer via regulating Hedgehog signaling pathway

作者信息Xinyue Hu, Xuan Xu, Xiangdi Zeng, Rui Jin, Shengnan Wang, Huifu Jiang, Yuwen Tang, Guanxiang Chen, Jing Wei, Tingtao Chen, Qi Chen
PMID37282604
发布时间2023-01
DOI10.1080/19490976.2023.2221093

实验完整度

包含患者队列16S rRNA测序、小鼠EOC模型、FMT、抑制剂干预(GANT61和PTL)及多种分子检测,验证了功能与机制。

主要模型

ID8细胞系 C57BL/6小鼠皮下移植瘤模型 EOC患者粪便样本 健康对照粪便样本

重点核对

患者样本量:EOC、EBOT、健康对照各20例 小鼠模型:C57BL/6雌性小鼠,皮下接种3×10^6 ID8细胞 FMT处理:抗生素清除后,灌胃粪便悬液100μL,每周两次,持续11周 GANT61剂量:25mg/kg皮下注射,隔天一次,共15天 PTL剂量:10mg/kg腹腔注射,每周三次

摘要

上皮性卵巢癌(EOC)是最致命的妇科癌症,对所有年龄段的女性健康构成威胁。EOC发展的假说包括持续存在的炎症,其中微生物群和炎症细胞因子参与癌症相关信号通路的激活。Hedgehog(Hh)信号通路对EOC进展至关重要,并与肠道微生物群(GM)相关的炎症反应相互作用。然而,GM在此过程中的确切作用尚不清楚。在此,我们表明EOC患者的GM与健康女性不同,并且存在GM失调。我们发现EOC建模可能导致小鼠GM改变,并且在给予健康对照的GM后恢复,而EOC患者的GM进一步加剧了GM失调。此外,我们发现EOC的GM显著促进肿瘤进展并激活Hh信号通路;同时,它增加了炎症程度并激活NF-κB信号通路,而健康对照的GM改善了这些情况。我们的结果证明了GM失调如何通过激活由TLR4/NF-κB信号介导的Hh信号通路促进EOC进展。我们预期我们的检测将为探索GM在EOC发展中的作用提供新思路。此外,改善GM失调是延缓EOC发展的新型治疗途径。

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
肠道菌群失调是否通过影响Hedgehog信号通路促进上皮性卵巢癌的进展及其潜在机制。
核心机制
肠道菌群失调激活TLR4/NF-κB信号通路,进而介导Hedgehog信号通路的激活,从而促进EOC进展。
主要证据
EOC患者粪便微生物组测序显示菌群失调;小鼠FMT实验显示EOC菌群促进肿瘤生长并激活Hh和NF-κB通路;GANT61和PTL抑制实验分别验证了Hh和NF-κB通路的作用。
研究意义
改善肠道菌群失调可能成为延缓EOC发展的新型治疗途径。

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

患者队列研究

比较EOC患者、良性卵巢肿瘤患者和健康对照的肠道菌群组成差异。

收集20名EOC患者、20名EBOT患者和20名健康对照的粪便样本,进行16S rRNA高通量测序,分析α多样性和β多样性及物种组成。

2

小鼠EOC模型建立及FMT处理

验证EOC患者的肠道菌群对EOC肿瘤进展的影响。

C57BL/6小鼠皮下接种ID8细胞建立EOC模型,抗生素清除自身菌群后,灌胃健康对照、EBOT或EOC患者的粪便悬液,观察肿瘤生长和生存期。

3

Hedgehog信号通路抑制实验

验证Hedgehog信号通路在GM dysbiosis促进EOC进展中的作用。

对EOC模型小鼠给予GANT61处理,结合或不结合EOC粪便移植,观察肿瘤生长、生存期及Hh信号通路蛋白表达。

4

NF-κB信号通路抑制实验

验证NF-κB信号通路在GM dysbiosis促进EOC进展中的作用,并探究其与Hh信号的关系。

对EOC模型小鼠给予PTL处理,结合或不结合EOC粪便移植,观察肿瘤生长、生存期及NF-κB和Hh信号通路蛋白表达。

5

机制验证

阐明GM dysbiosis激活Hh信号通路的分子机制。

检测肠道和肿瘤组织中TLR4、MyD88、p-p65等蛋白表达,以及血清炎性因子TNF-α、IL-1β水平,分析NF-κB信号通路与Hh信号通路的关系。

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
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
基因组DNA提取试剂盒OmegaM5636-02
基因组DNA提取试剂盒MagenD6356-03
RIPA裂解液SolarbioR0010
抗β-actin抗体Cell Signaling Technology4970S
抗TLR4抗体Cell Signaling Technology14358S
抗MyD88抗体Cell Signaling Technology4283S
抗p65抗体Cell Signaling Technology8242S
抗磷酸化p65抗体Abcamab76302
抗Shh抗体SigmaS8321
抗Gli1抗体Proteintech66905-1-Ig
抗Gli2抗体Proteintech18989-1-AP
抗occludin抗体Cell Signaling Technology91131S
二抗Thermo31460
二抗ThermoPA1-28555
化学发光液Thermo Fisher32209
TRIzol试剂Invitrogen15596026
无核酸酶水SolarbioR1600
逆转录试剂盒TakaraRR047A
TB Green Premix Ex Taq试剂盒TakaraRR420A
TNF-α ELISA试剂盒BosterEK0527
IL-1β ELISA试剂盒BosterEK0394
抗Gli1抗体Proteintech66905-1-Ig
抗Ki67抗体ServicebioGB11499
HRP标记二抗ServicebioG23303
GANT61MCEHY-13901
小白菊内酯MedChemExpressHY-N0141
切片机LeicaCM1850
光学显微镜NikonEclipse
显微镜OlympusI×71
ViiA 7实时荧光定量PCR系统Applied Biosystems--
SpectraMax M5酶标仪Molecular Devices--
NanoDrop分光光度计Thermo Fisher Scientific--
Illumina Novaseq测序平台Illumina--

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
患者队列研究
纳入/排除标准、样本量(每组20例)、年龄范围、抗生素使用史、粪便样本采集条件
阅读提示:4.1 Subjects enrollment and ethical approval, 4.2 Human fecal sample collection
小鼠EOC模型建立
小鼠品系、年龄、性别、ID8细胞接种量、位点、抗生素处理剂量和时间
阅读提示:4.4 EOC animal model and treatments
FMT处理
粪便悬液制备、灌胃体积、频率、持续时间
阅读提示:4.3 Preparation of fecal microbiota, 4.4 EOC animal model and treatments
Hedgehog信号抑制实验
GANT61剂量、给药途径、频率、时间
阅读提示:4.4 EOC animal model and treatments
NF-κB信号抑制实验
PTL剂量、给药途径、频率、时间
阅读提示:4.4 EOC animal model and treatments
Western blot分析
抗体信息(品牌、货号)、稀释比例、蛋白提取方法、内参
阅读提示:4.7 Western blot
RT-qPCR分析
RNA提取试剂、逆转录试剂盒、扩增条件、引物序列
阅读提示:4.8 Quantitative real time (RT) – PCR
ELISA分析
检测指标、试剂盒品牌、货号、检测范围、标准曲线浓度
阅读提示:4.9 Serum analysis
16S rRNA测序分析
DNA提取试剂盒、PCR引物、测序平台、生物信息学分析流程
阅读提示:4.10 DNA extraction and 16S rRNA gene sequencing, 4.11 Data analysis