BSG/CD147基因表达对恶性癌症的诊断、预后和治疗策略以及潜在易感SARS-CoV-2的影响

Impact of BSG/CD147 gene expression on diagnostic, prognostic and therapeutic strategies towards malignant cancers and possible susceptibility to SARS-CoV-2.

作者信息Jiewen Fu, Binghui Song, Jiaman Du, Shuguang Liu, Jiayue He, Ting Xiao, Baixu Zhou, Dabing Li, Xiaoyan Liu, Tao He, Jingliang Cheng, Junjiang Fu
PMID36574092
发布时间2023-03
DOI10.1007/s11033-022-08231-1

实验完整度

包含多种癌组织及正常组织的生物信息学分析,RT-PCR和Western blot验证小分子对BSG表达的影响,IHC检测临床样本蛋白表达。

主要模型

PC3人前列腺癌细胞系 H460人肺癌细胞系 HepG2人肝癌细胞系 22RV1人前列腺癌细胞系

重点核对

BSG在不同肿瘤组织中表达上调,包括ACC、ESCA、KICH、LIHC、PAAD、SKCM和THYM(Fig. 1) BSG高表达与LGG、LIHC和OV患者较短OS相关,与KIRP患者较长OS相关(Fig. 5) CD、HEA、m62A和UMP处理可下调BSG蛋白水平,且呈剂量依赖性(Fig. 8) BSG突变与更短的无病生存和无进展生存相关(Fig. 6C, D)

摘要

背景:BSG(CD147)是免疫球蛋白超家族的一员,在转移性癌症和SARS-CoV-2入侵COVID-19中显示出潜在的预后和治疗作用。恶性癌症对SARS-CoV-2的易感性以及肿瘤组织中BSG表达与疾病结局的相关性尚未深入研究。方法:在本研究中,我们探讨了不同类型癌症组织与相应健康组织中BSG表达谱、生存相关性、DNA甲基化、突变、诊断、预后和肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)。此外,还进行了关于虫草素(CD)、N6-(2-羟乙基)腺苷(HEA)、N6,N6-二甲基腺苷(m62A)和5'-尿苷酸(UMP)对BSG表达的体外研究。结果:我们发现BSG在不同物种间是保守的,在包括ACC、ESCA、KICH、LIHC、PAAD、SKCM和THYM在内的七种肿瘤类型中,与匹配的正常组织相比显著上调,突显了这些癌症患者对SARS-CoV-2入侵、COVID-19严重程度和恶性癌症进展的易感性。BSG高表达与LGG、LIHC和OV患者的短OS显著相关,但与KIRP患者的长OS相关。BSG启动子的甲基化状态在BRCA、HNSC、KIRC、KIRP、LUSC、PAAD和PRAD肿瘤组织中显著升高,但在READ中较低。确定了BSG基因组中的四个CpG作为潜在的DNA甲基化生物标志物,可用于区分恶性癌症与正常个体。此外,共发现65种突变类型,其中SARC突变频率最高(7.84%),THYM最低(0.2%)。出乎意料的是,BSG突变后泛癌的无病生存和无进展生存均显著缩短。此外,在大多数癌症类型中,BSG表达与免疫淋巴细胞CD56bright自然杀伤细胞、CD56dim自然杀伤细胞和单核细胞,MHC分子HLA-A、HLA-B、HLA-C和TAPBP,免疫抑制剂PVR、PVRL2,以及免疫刺激剂TNFRSF14、TNFRSF18、TNFRSF25和TNFSF9相关。此外,CD、HEA、m62A或UMP在癌细胞系中下调BSG表达,提示了干扰SARS-CoV-2进入的治疗潜力。结论:总之,我们的研究强调了靶向BSG对恶性癌症和COVID-19的诊断、预后和治疗策略的价值。小分子CD、HEA、m62A和UMP提示在干扰SARS-CoV-2进入和恶性癌症进展方面具有治疗潜力。

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
BSG基因表达对恶性癌症的诊断、预后和治疗策略的潜在影响,以及癌症患者对SARS-CoV-2的易感性。
核心机制
BSG表达上调可能促进SARS-CoV-2入侵宿主细胞,其机制可能与BSG作为病毒受体或共受体有关,但具体分子机制尚不明确;小分子CD、HEA、m62A和UMP通过下调BSG蛋白水平来发挥作用,可能通过翻译抑制或降解调控。
主要证据
利用TCGA、GTEx等数据库分析BSG表达、甲基化和突变;IHC检测肺癌和乳腺癌组织中的BSG蛋白定位;Western blot和RT-PCR检测细胞系在药物处理下的BSG表达变化。
研究意义
靶向BSG可能为恶性癌症和COVID-19的诊断、预后和治疗提供新策略;小分子CD、HEA、m62A和UMP可能作为抗SARS-CoV-2和抗癌的潜在治疗药物。

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

生物信息学分析BSG表达和预后

评估BSG在不同癌症类型中的表达水平及其与患者生存的关系。

利用GEPIA2、HPA、TCGA和GTEx数据库分析BSG mRNA表达差异和生存曲线。

2

BSG蛋白在肿瘤组织中的表达验证

验证BSG蛋白在实体肿瘤组织中的表达和定位。

对肺腺癌和乳腺癌患者的福尔马林固定石蜡包埋组织进行IHC染色。

3

小分子药物处理对BSG表达的影响

检测CD、HEA、m62A和UMP对癌细胞中BSG表达的影响。

用不同浓度的小分子处理前列腺癌、肺癌和肝癌细胞系,然后通过Western blot和RT-PCR检测BSG蛋白和mRNA水平。

4

BSG蛋白稳定性分析

研究m62A对BSG蛋白稳定性的影响。

用cycloheximide (CHX)处理H460细胞,并联合或不联合m62A处理,通过Western blot检测BSG蛋白随时间的变化。

5

BSG甲基化诊断模型构建

评估BSG甲基化作为泛癌诊断标志物的潜力。

利用DNMIVD数据库比较泛癌组织与正常组织的BSG启动子甲基化水平,并构建诊断模型。

6

BSG突变和预后分析

评估BSG突变对泛癌预后的影响。

利用cBioPortal分析TCGA中BSG突变频率和位置,并比较突变组与未突变组的生存率。

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; Thermo Fisher Scientific, Inc.--
RPMI 1640培养基Gibco; Thermo Fisher Scientific, Inc.--
青霉素-链霉素Gibco; Thermo Fisher Scientific, Inc.--
虫草素Must Bio-Technology Co. Ltd--
N6-(2-羟乙基)腺苷BOC Sciences--
N6,N6-二甲基腺苷BOC Sciences2620-62-4
5'-尿苷酸Aladdin Biochemical Technology company58-97-9
抗BSG/CD147抗体Sino Biological, Inc.--
HSP70/90抗体Sigma-Aldrich--
β-肌动蛋白抗体----
BSG/CD147抗体SCBT—Santa Cruz Biotechnology--
BSG抗体 (HPA036048)----

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
细胞系来源和培养条件;药物处理浓度(0, 10, 20, 40 µM),处理时间24小时。
阅读提示:Methods中的Cell lines and cell culture和药物处理部分
Western blot分析
抗体(BSG抗体、HSP70/90或β-actin)稀释比例(1:2000和1:5000);重复次数(3次)。
阅读提示:Methods中的Western blot and semi-quantitative RT-PCR analysis
RT-PCR分析
引物序列;PCR产物大小(242 bp);内参基因(ACTB);重复次数(3次)。
阅读提示:Methods中的Western blot and semi-quantitative RT-PCR analysis
CHX追踪实验
CHX浓度(40 μg/ml);m62A预处理条件(至少1小时);检测时间点未明确。
阅读提示:Methods中的Cycloheximide (CHX) chase assay
免疫组织化学
组织类型(肺癌、乳腺癌);抗体(sc-21746);对照(无抗体)。
阅读提示:Methods中的Assays of immunohistochemistry (IHC)
生物信息学分析
数据库版本和具体参数(如GEPIA2、cBioPortal、TIMER2.0等);分析步骤和统计方法。
阅读提示:Methods中的Online databases for BSG analysis