敲低慢性髓性白血病细胞中的GSK-3β增强IFN-γ诱导的凋亡的证据

Evidence that knock down of GSK-3β in Chronic Myelogenous Leukemia cells augments IFN-γ-induced apoptosis

作者信息Melissa R Kauffman, Saeed Nazemidashtarjandi, Davoud Ghazanfari, Abigail E Allen, Nathan M Reynolds, Ahmed Faik, Monica M Burdick, Kelly D McCall, Douglas J Goetz
PMID33130330
期刊Leuk Res
发布时间2020-12
DOI10.1016/j.leukres.2020.106464

实验完整度

包含细胞活力测定、细胞脱落实验、荧光显微镜和流式细胞术凋亡检测,以及Western blot验证,但缺乏动物模型或患者样本,且部分实验重复数较低。

主要模型

HAP1细胞系(CML来源的近单倍体细胞系) GSK-3β 31bp敲低细胞系 GSK-3β 8bp敲低细胞系

重点核对

细胞模型:HAP1、GSK-3β 31bp和GSK-3β 8bp细胞系 IFN-γ处理浓度:100 U/mL和1000 U/mL 处理时间:48小时 对照组:未处理(生长培养基) 凋亡检测方法:荧光显微镜(Apopxin Green/7-AAD)和流式细胞术(Annexin V/PI)

摘要

干扰素-γ(IFN-γ)在慢性髓性/髓样白血病(CML)及其治疗中的作用仍不清楚;特别是IFN-γ对凋亡的影响。有报道称IFN-γ与糖原合酶激酶-3(GSK-3)之间存在相互作用,GSK-3是一种激酶,既参与细胞死亡,也参与细胞存活。因此,我们利用CML来源的HAP1细胞系和突变型HAP1 GSK-3β敲低细胞系(GSK-3β 31bp)来研究GSK-3是否调节IFN-γ对CML细胞的作用。与HAP1细胞相比,GSK-3β 31bp细胞在IFN-γ处理48小时后显著减少。IFN-γ处理显著降低了GSK-3β 31bp细胞的底物粘附性(相对于HAP1细胞);这一观察常与细胞死亡相关。荧光显微镜显示,IFN-γ诱导HAP1细胞发生适度的凋亡,并且IFN-γ诱导的凋亡在GSK-3β 31bp细胞中显著增强。利用互补的GSK-3β敲低细胞系(8bp),我们通过流式细胞术分析发现,相对于HAP1细胞,IFN-γ诱导的凋亡在GSK-3β 8bp细胞中显著增强。综上,我们的发现提示IFN-γ诱导CML细胞凋亡,而GSK-3β的缺失显著增强IFN-γ诱导的凋亡。

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
IFN-γ是否诱导CML细胞凋亡,以及GSK-3β是否调节该效应?
核心机制
GSK-3β保护CML细胞免受IFN-γ诱导的凋亡;敲低GSK-3β增强凋亡,可能通过外源性凋亡途径(如Fas/FasL)介导。
主要证据
使用HAP1细胞系及两种GSK-3β敲低细胞系,通过细胞活力计数、细胞脱落实验、荧光显微镜和流式细胞术检测凋亡,结果显示IFN-γ诱导适度凋亡,敲低GSK-3β显著增强凋亡。
研究意义
提示GSK-3β与CML及其治疗相关,可能为CML治疗提供新的靶点。

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

GSK-3β敲低验证

确认GSK-3β在敲低细胞系中的表达水平降低

通过Western blot检测HAP1、GSK-3β 31bp和GSK-3β 8bp细胞中GSK-3α/β蛋白水平,以β-actin为内参。

2

IFN-γ处理对细胞活力的影响

测定IFN-γ对HAP1和GSK-3β 31bp细胞存活数量的影响

用不同浓度IFN-γ处理细胞48小时,然后计数活细胞。

3

细胞脱落实验

评估IFN-γ处理对细胞粘附性的影响

处理细胞48小时后,施加流体剪切力,通过图像分析计算细胞脱落比例。

4

凋亡检测(荧光显微镜)

检测IFN-γ处理是否诱导细胞凋亡及敲低GSK-3β的影响

用1000 U/mL IFN-γ处理细胞48小时,使用Apopxin Green和7-AAD染色,荧光显微镜成像并分析凋亡细胞比例。

5

凋亡检测(流式细胞术)

验证IFN-γ诱导的凋亡在GSK-3β 8bp细胞中增强

用1000 U/mL IFN-γ处理HAP1和GSK-3β 8bp细胞48小时,Annexin V/PI染色,流式细胞术分析早期凋亡细胞比例。

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。

验证样本或模型特征
验证细胞功能变化

产品清单

实验环节名称品牌货号
IMDM培养基Gibco12440-053
胎牛血清ScienCell0500
青霉素/链霉素Gibco15140-122
人IFN-γInvitrogenRP-8607
BIO-RAD TC20™ 自动细胞计数器BIO-RAD--
细胞计数板BIO-RAD1450016
台盼蓝Gibco15250061
24孔板Corning3524
96孔显微镜板Corning3904
Apopxin Green (100X)AbcamAB176749
7-AAD (200X)AbcamAB176749
二甲基亚砜Millipore SigmaD2438
Leica DMI6000倒置显微镜Leica Microsystems--
Nuance多光谱成像系统PerkinElmer--
Alexa Fluor® 488 annexin V和碘化丙啶(PI)试剂盒InvitrogenV13241
FACSAria特殊订单研究产品流式细胞仪/分选仪BD Bioscience--
蛋白酶抑制剂Calbiochem混合物(Set III,无EDTA)Millipore Sigma539134
PhosSTOP EASYPack磷酸酶抑制剂Roche04906837001
微量BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific--
Nanodrop 2000微量紫外-可见分光光度计Thermo Fisher Scientific--
4-12% Bis-Tris SDS-PAGE梯度凝胶Invitrogen--
硝酸纤维素膜Invitrogen--
Odyssey封闭液LI-COR--
兔抗GSK-3α/β抗体Cell Signaling Technology5676
兔抗β-肌动蛋白抗体Cell Signaling Technology4967
IRDye 680LT山羊抗兔多克隆二抗LI-COR926-68021
IRDye 800CW山羊抗兔多克隆二抗LI-COR926-32211
LI-COR剥离缓冲液LI-COR928-40030
LI-COR Odyssey红外成像系统LI-COR--

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:HAP1、GSK-3β 31bp和GSK-3β 8bp(Horizon);培养基组成;培养条件
阅读提示:Methods 2.1 Cell Culture
IFN-γ处理
IFN-γ浓度(100和1000 U/mL);处理时间(48小时)
阅读提示:Methods 2.2 Viability and Detachment Assays
细胞活力测定
细胞计数方法;细胞收集和洗涤步骤
阅读提示:Methods 2.2 Viability and Detachment Assays
细胞脱落实验
施加流体剪切力的方法;图像分析步骤
阅读提示:Methods 2.2 Viability and Detachment Assays
凋亡检测(显微镜)
染色剂浓度;孵育时间;图像分析步骤
阅读提示:Methods 2.3 Microscopy and Image Analysis
凋亡检测(流式)
细胞浓度;Annexin V和PI体积;孵育时间;流式细胞仪设置
阅读提示:Methods 2.4 Flow Cytometric Analysis of Apoptosis