靶向SOX2蛋白的肽适配体在食管鳞状细胞癌中的治疗潜力

Targeting SOX2 Protein with Peptide Aptamers for Therapeutic Gains against Esophageal Squamous Cell Carcinoma

作者信息Kuancan Liu, Fuan Xie, Tingting Zhao, Rui Zhang, Anding Gao, Yunyun Chen, Haiyan Li, Shihui Zhang, Zhangwu Xiao, Jieping Li, Xiaoqian Hong, Lei Shang, Weifeng Huang, Junkai Wang, Wael El-Rifai, Alexander Zaika, Xi Chen, Jianwen Que, Xiaopeng Lan
PMID31991109
期刊Mol Ther
发布时间2020-03-04
DOI10.1016/j.ymthe.2020.01.012

实验完整度

研究包含临床组织芯片分析、体外细胞功能实验(增殖、迁移、侵袭)、小鼠异种移植瘤和斑马鱼转移模型、蛋白质组学等多层次证据,并进行了功能验证和机制初探。

主要模型

KYSE450细胞系 TE-1细胞系 HEEC和EPC2正常食管细胞系 小鼠异种移植瘤模型(BALB/c裸鼠) 斑马鱼异种移植模型

重点核对

组织芯片中SOX2高表达与ESCC分期和分级的相关性 P42适配体过表达对KYSE450和TE-1细胞增殖、迁移和侵袭的影响 P42适配体过表达对小鼠异种移植瘤生长和斑马鱼转移的影响 合成肽42处理对ESCC细胞功能及异种移植瘤生长和转移的影响 蛋白质组学显示P42过表达引起的蛋白表达变化

摘要

食管鳞状细胞癌(ESCC)是中国等发展中国家的一种主要癌症类型,约占食管恶性肿瘤的90%。缺乏有效的靶向治疗导致5年生存率低。近期研究表明,约30%的ESCC病例具有高水平的SOX2。在此,我们旨在用适配体靶向该转录因子。我们建立了一个肽适配体文库,并进行无偏筛选,鉴定了包括P42在内的多个能结合并抑制SOX2下游靶基因的肽适配体。我们进一步发现,P42过表达或用合成肽42孵育可抑制ESCC细胞的增殖、迁移和侵袭。此外,肽42处理抑制了小鼠和斑马鱼中ESCC异种移植瘤的生长和转移。进一步分析显示,P42过表达导致对ESCC细胞增殖和迁移重要的蛋白质水平改变。总之,我们的研究将肽42确定为SOX2功能的关键抑制剂,可在体外和体内减少ESCC细胞的增殖和迁移,从而为ESCC提供潜在的治疗策略。

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
能否通过靶向SOX2的肽适配体来抑制食管鳞状细胞癌的恶性进展?
核心机制
P42适配体结合SOX2蛋白,抑制其功能,导致下游靶基因如CDK4、Cyclin D1和MMP8表达下调,从而抑制细胞增殖、迁移和侵袭。
主要证据
临床样本分析显示SOX2高表达与不良预后相关;体外实验表明P42过表达或合成肽42可抑制ESCC细胞增殖、迁移和侵袭;小鼠和斑马鱼模型显示P42或肽42可抑制肿瘤生长和转移;蛋白质组学揭示了相关蛋白变化。
研究意义
该研究为ESCC治疗提供了潜在靶点,肽42有望成为一种有效的治疗药物,且对正常食管上皮细胞无明显影响。

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

SOX2表达与临床相关性分析

验证SOX2在ESCC组织和细胞中的表达水平及其与预后的关联

使用包含75例ESCC及配对癌旁组织的组织芯片进行免疫组化染色,评估SOX2蛋白水平;利用western blot检测ESCC细胞系及正常细胞中的SOX2表达。

2

肽适配体文库筛选及结合验证

构建肽适配体文库并筛选能够结合SOX2的候选适配体

基于双分子荧光互补(BiFc)方法构建文库,转染HEK293T细胞进行筛选,并用免疫共沉淀验证候选适配体与SOX2的结合。

3

P42适配体体外功能验证

验证P42适配体过表达对ESCC细胞增殖、迁移和侵袭的影响

构建过表达P42的慢病毒载体,感染KYSE450和TE-1细胞建立稳定细胞系,通过CCK8、克隆形成、划痕愈合和Transwell侵袭实验评估功能。

4

P42适配体体内功能验证

验证P42适配体过表达对ESCC异种移植瘤生长和转移的影响

将稳定过表达P42的KYSE450细胞接种裸鼠皮下,评估肿瘤生长;将细胞注射到斑马鱼胚胎卵黄囊周围,观察转移灶形成。

5

蛋白质组学分析

探究P42适配体过表达对ESCC细胞蛋白表达谱的影响

对过表达P42的KYSE450细胞进行TMT标记定量蛋白质组学分析,通过GO、KEGG通路和亚细胞定位等生物信息学分析差异表达蛋白。

6

合成肽42的体外和体内验证

验证合成肽42是否具有与P42适配体类似的肿瘤抑制效果

合成包含细胞穿膜肽和TAMRA荧光标记的肽42及其对照肽,处理ESCC细胞后检测增殖、迁移和侵袭;在小鼠异种移植瘤模型中注射肽42评估肿瘤生长,并在斑马鱼模型中评估转移。

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
FLAG免疫沉淀试剂盒Sigma-AldrichFLAGIPT1
抗Myc单克隆抗体Beyotime BiotechnologyAM926
抗FLAG单克隆抗体AbmartM20008
抗SOX2单克隆抗体Cell Signaling Technology4900
抗SOX2多克隆抗体SEVEN HILLSWRAB-1236
抗Ki67单克隆抗体Cell Signaling Technology12202
HRP标记的山羊抗兔IgGAbcamab136817
HRP标记的山羊抗小鼠IgGZSGB-BioZB-2305
山羊抗兔IgG(H+L)超克隆二抗Thermo Fisher ScientificA27034,
嘌呤霉素Santa Cruz Biotechnologysc-108071
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen11668-019
Matrigel基质胶BD Company356234
Transwell小室Corning3422
BCA蛋白定量试剂盒----
TMT/iTRAQ标记试剂盒----
Strata X C18固相萃取柱Phenomenex--
Agilent 300 Extend C18色谱柱Agilent--
高pH反相高效液相色谱----
液相色谱-串联质谱----
Maxquant搜索引擎----
BALB/c裸鼠SLRC Laboratory Company--
hTERT永生化EPC2细胞----

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
组织芯片分析
组织芯片样本量(75例)及评分标准
阅读提示:Figure 1
细胞系培养
细胞系来源、培养基及血清浓度
阅读提示:Materials and Methods, Cell Lines
肽适配体筛选
BiFc筛选条件、转染剂量及验证方法
阅读提示:Materials and Methods, Library Construction and BiFc Assay
体外功能实验
细胞处理条件、浓度和时间
阅读提示:Materials and Methods, Wound-Healing Assay and Matrigel Invasion Assay
小鼠异种移植
细胞注射数量、小鼠品系和分组方式
阅读提示:Materials and Methods, Xenograft and Metastasis Studies
斑马鱼转移模型
胚胎准备、细胞注射数量及培养条件
阅读提示:Materials and Methods, Xenograft and Metastasis Studies
蛋白质组学
蛋白提取、消化、标记和质谱参数
阅读提示:Materials and Methods, Proteomics and Bioinformatics Analyses