ERBB3诱导的furin通过IGF1R/STAT3信号轴促进卵巢癌的进展和转移

ERBB3-induced furin promotes the progression and metastasis of ovarian cancer via the IGF1R/STAT3 signaling axis.

作者信息Changliang Chen, Prachi Gupta, Deepak Parashar, Gopakumar G Nair, Jasmine George, Anjali Geethadevi, Wei Wang, Shirng-Wern Tsaih, William Bradley, Ramani Ramchandran, Janet S Rader, Pradeep Chaluvally-Raghavan, Sunila Pradeep
PMID32029900
期刊Oncogene
发布时间2020-04
DOI10.1038/s41388-020-1194-7

实验完整度

主要模型

卵巢癌细胞系OVCAR5、SKOV3、HeyA8 小鼠卵巢癌细胞系ID8 原位卵巢癌小鼠模型(C57BL/6J) 卵巢癌患者肿瘤组织及腹水样本

重点核对

对照组与furin shRNA敲低细胞系(OVCAR5、SKOV3、ID8) NRG1刺激浓度20 ng/ml及时间点 ERBB3抑制剂AZD8931处理及时间点 STAT3抑制剂WP1066浓度(2.5或5 μM)及处理时间24h 动物模型:ID8-Luc细胞原位注射(1×10^6细胞/只,10只/组)

摘要

高级别浆液性癌约占所有卵巢癌病例的70%。Furin是一种前蛋白转化酶,在卵巢癌患者的高级别浆液性癌中高表达,其在肿瘤大网膜中的表达甚至高于正常大网膜,而大网膜是卵巢癌转移的首选部位。这种细胞内切蛋白酶的蛋白水解作用有助于几种重要前体蛋白底物的成熟,其水平增加了多种癌症的风险。我们发现furin在卵巢癌细胞中激活IGF1R/STAT3信号轴。相反,furin敲低下调了IGF1R-β和p-STAT3 (Tyr705)的表达。此外,沉默furin在体外减少了肿瘤细胞迁移和侵袭,在体内减少了肿瘤生长和转移。总的来说,我们的研究结果表明,furin可以成为卵巢癌预防或治疗的有效治疗靶点。

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
ERBB3信号如何通过调节前蛋白转化酶促进卵巢癌的进展和转移?
核心机制
ERBB2/ERBB3(NRG1刺激)上调furin表达,furin促进IGF1R-β的成熟,继而激活JAK1/STAT3信号通路,促进卵巢癌进展和转移。
主要证据
NRG1刺激上调furin及IGF1R-β、p-STAT3;furin敲低降低IGF1R-β、p-STAT3,并抑制体外迁移侵袭、体内肿瘤生长和转移;患者样本中furin高表达与不良预后相关。
研究意义
作者提出furin可能是卵巢癌预防或治疗的有效治疗靶点,抑制furin活性的治疗策略有望应用于临床前和临床模型。

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

验证ERBB3对furin的调控

探究ERBB3信号是否调节furin表达。

用NRG1刺激卵巢癌细胞(OVCAR5、SKOV3),检测ERBB2/ERBB3磷酸化和furin水平;使用ERBB3抑制剂AZD8931处理观察furin变化。

2

患者组织中furin表达与预后分析

评估furin表达与卵巢癌患者预后的相关性。

免疫印迹检测患者肿瘤组织和腹水细胞中的furin及标志物;利用公开数据集进行生存分析;组织芯片免疫组化染色检测furin表达。

3

细胞功能实验

验证furin对卵巢癌细胞迁移、侵袭和球体形成的影响。

在OVCAR5和SKOV3中稳定敲低furin,通过Transwell实验检测迁移和侵袭,通过非贴壁培养评估球体形成。

4

机制研究:furin对IGF1R-β和STAT3的影响

探究furin是否通过影响IGF1R-β成熟进而调控STAT3通路。

在furin敲低细胞中检测IGF1R-β、JAK1、STAT3的蛋白水平和磷酸化;在HeyA8中过表达furin检测IGF1R-β;用STAT3抑制剂WP1066处理观察对迁移侵袭的影响。

5

体内实验验证furin功能

验证furin在体内对肿瘤生长和转移的作用。

将ID8-shRNA control或furin shRNA细胞(表达荧光素酶)原位注射到小鼠卵巢,通过生物发光成像监测肿瘤生长和转移,并检测相关蛋白表达。

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
DMEM培养基GIBCO--
胎牛血清Invitrogen Life Technologies--
青霉素/链霉素GIBCO--
ITS(胰岛素、转铁蛋白、硒)SigmaI3146
神经调节蛋白β−1PeproTech100-03
AZD8931----
WP1066----
Furin cDNA ORF克隆Sino BiologicalHG10141-NF
pLenti PGK V5-LUC Puro荧光素酶报告质粒--Plasmid #19360
双荧光素酶报告基因检测试剂盒Promega--
RNeasy微型试剂盒Qiagen--
iScript cDNA合成试剂盒Bio-Rad--
CFX Connect实时荧光定量PCR系统Bio-Rad--
RIPA裂解液----
Bio-Rad蛋白检测染料试剂浓缩液Bio-Rad#5000006
SuperSignal™ West Pico PLUS化学发光底物ThermoFisher Scientific#34580
ERBB2抗体 (#2165)Cell Signaling Technology#2165
p-ERBB2 (Tyr1248)抗体 (#2247)Cell Signaling Technology#2247
ERBB3抗体 (#12708)Cell Signaling Technology#12708
p-ERBB3 (Tyr1289)抗体Cell Signaling Technology--
IGF1R-β抗体 (#3027)Cell Signaling Technology#3027
GAPDH抗体 (#5174)Cell Signaling Technology#5174
间皮素抗体 (#99966S)Cell Signaling Technology#99966S
TGF-β抗体 (#3711)Cell Signaling Technology#3711
STAT3抗体 (#9139)Cell Signaling Technology#9139
p-STAT3 (Tyr705)抗体 (#9145)Cell Signaling Technology#9145
p-STAT3 (Ser727)抗体 (#34911)Cell Signaling Technology#34911
JAK1抗体 (#3344S)Cell Signaling Technology#3344S
p-JAK1 (Tyr1034/1035)抗体 (#74129S)Cell Signaling Technology#74129S
JAK2抗体 (3230S)Cell Signaling Technology3230S
p-JAK2 (Tyr1008)抗体 (#8082S)Cell Signaling Technology#8082S
TYK2抗体 (#14193S)Cell Signaling Technology#14193S
p-TYK2 (Tyr1054/1055)抗体 (#68790S)Cell Signaling Technology#68790S
Furin抗体 (#sc-133142)Santa Cruz Biotechnology#sc-133142
鱼明胶----
DAPI----
Matrigel侵袭小室BD Biosciences--
Vectastain ABC-AP试剂盒Vector Labs--
Vector Red碱性磷酸酶底物试剂盒IVector Labs--
Hanks平衡盐溶液Gibco--
Xenogen IVIS成像系统PerkinElmer--

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(OVCAR5、SKOV3、HeyA8、ID8)及培养条件(培养基、血清浓度、添加物如ITS)
阅读提示:详见Materials and methods: Cell culture and reagents。
NRG1刺激与ERBB3抑制实验
NRG1浓度(20ng/ml)和时间点;ERBB3抑制剂AZD8931浓度和处理时间(文献未明确浓度)
阅读提示:详见Results: ERBB2/ERBB3 signaling regulates furin expression以及Figure 1图注。
furin敲低实验
shRNA序列来源、转染方法、筛选(puromycin浓度和时间)
阅读提示:详见Materials and methods: Furin expression and knockdown。
迁移和侵袭实验
细胞数量(1×10^5)、处理时间(迁移4h,侵袭24h)、基质胶涂布条件(胶原I 10μg/ml)
阅读提示:详见Materials and methods: In vitro invasion and cell migration assay。
体内动物实验
小鼠品系、年龄、注射细胞数(1×10^6)及途径(卵巢原位)
阅读提示:详见Materials and methods: Animals。
STAT3抑制剂实验
WP1066浓度(2.5或5μM)、处理时间(24h)
阅读提示:详见Materials and methods和Results: Furin regulates JAK1/STAT3 pathway。