Semaphorin 6C通过抑制AKT/GSK3/β-Catenin/Cyclin D1通路抑制胰腺癌细胞的增殖

Semaphorin 6C Suppresses Proliferation of Pancreatic Cancer Cells via Inhibition of the AKT/GSK3/β-Catenin/Cyclin D1 Pathway.

作者信息Yu-Hsuan Hung, Shih-Han Hsu, Ya-Chin Hou, Pei-Yi Chu, Yung-Yeh Su, Yan-Shen Shan, Wen-Chun Hung, Li-Tzong Chen
PMID35269749
发布时间2022-02-26
DOI10.3390/ijms23052608

实验完整度

包含体外细胞实验(中和抗体阻断、过表达)、RNA测序分析、组织芯片免疫组化、临床生存分析,并通过机制验证(Western blot)和功能实验(增殖、集落形成)支持结论。

主要模型

人胰腺癌细胞系 MIA PaCa-2 人胰腺癌细胞系 BxPC-3 人胰腺癌细胞系 Capan-2 小鼠胰腺癌细胞系 KPC

重点核对

SEMA6C表达水平(mRNA和蛋白) AKT/GSK3/β-catenin/cyclin D1通路蛋白磷酸化状态 CDK4/6抑制剂Palbociclib处理浓度和时间 miR-124-3p抑制剂浓度和处理时间 细胞增殖和集落形成实验的检测条件

摘要

Semaphorins (SEMAs) 是参与轴突连接和神经系统发育的轴突导向因子。然而,SEMAs在肿瘤发生中的功能作用仍未充分揭示。通过使用计算机数据分析,我们发现SEMA6C在胰腺癌中下调,其减少与较差的生存率相关。RNA测序显示,在中和抗体阻断SEMA6C或异位表达SEMA6C后,细胞周期相关基因,尤其是cyclin D1,发生显著改变。机制研究表明,SEMA6C通过抑制AKT/GSK3信号轴在胰腺癌中发挥肿瘤抑制作用,导致cyclin D1表达和细胞增殖的降低。SEMA6C低表达的癌症中cyclin D1表达的增强和细胞周期蛋白依赖性激酶的激活,为CDK4/6抑制剂提供了一个可成药的靶点。我们还阐明了SEMA6C在胰腺癌中下调的机制,并证明了miR-124-3p在抑制SEMA6C中的新调控作用。本研究为SEMA6C介导的抗癌作用提供了新的见解,并提示使用CDK4/6抑制剂治疗SEMA6C下调的癌症。

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
SEMA6C在胰腺癌中的表达和功能及其作为肿瘤抑制因子的作用机制?
核心机制
SEMA6C通过抑制AKT/GSK3/β-catenin信号通路,导致β-catenin表达下降,进而降低cyclin D1的表达和细胞增殖。
主要证据
通过中和抗体阻断SEMA6C增强了AKT磷酸化和cyclin D1表达,而SEMA6C过表达则相反;AKT抑制剂可逆转SEMA6C阻断引起的cyclin D1上调;Palbociclib抑制SEMA6C低表达胰腺癌细胞增殖。
研究意义
揭示SEMA6C是胰腺癌潜在的肿瘤抑制因子,为SEMA6C低表达胰腺癌提供使用CDK4/6抑制剂治疗的可能性,并提示miR-124-3p可作为治疗靶点。

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

临床样本和数据库分析

评估SEMA6C在胰腺癌中的表达及其与患者预后的关系。

使用Oncomine数据库分析SEMA6C mRNA表达,利用PROGgene分析生存率,通过组织芯片免疫组化检测SEMA6C蛋白水平,并进行生存分析。

2

RNA测序和通路分析

鉴定SEMA6C低胰腺癌中改变的信号通路。

对TCGA数据分析SEMA6C共表达基因,进行AmiGO、GSEA和NetworkAnalyst分析;在MIA PaCa-2细胞中过表达SEMA6C后进行RNA测序。

3

体外功能实验

验证SEMA6C对胰腺癌细胞增殖和集落形成的影响。

使用中和抗体或过表达SEMA6C处理人(MIA PaCa-2、BxPC-3、Capan-2)和小鼠(KPC)胰腺癌细胞,进行细胞增殖(台盼蓝排除法)、集落形成和凋亡检测。

4

机制验证实验

阐明SEMA6C调控cyclin D1表达和细胞增殖的分子机制。

Western blot检测AKT磷酸化、GSK3磷酸化、β-catenin和cyclin D1蛋白水平;PCR检测cyclin D1 mRNA表达;使用AKT抑制剂处理观察逆转效应。

5

治疗靶点验证

评估CDK4/6抑制剂对SEMA6C低表达胰腺癌细胞的抑制作用。

使用L1000CDS2预测潜在药物,并选择Palbociclib处理MIA PaCa-2和KPC细胞,检测细胞增殖。

6

miRNA调控机制

揭示SEMA6C在胰腺癌中下调的上游调控机制。

通过miRDB、TargetScan、miRWalk预测SEMA6C靶向miRNA,发现miR-124-3p;在MIA PaCa-2细胞中转染miR-124-3p抑制剂,检测SEMA6C表达和细胞增殖。

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
Oncomine数据库----
PROGgene数据库----
cBioPortal数据库----
AmiGO分析工具----
基因集富集分析----
NetworkAnalyst分析工具----
TruSeq链特异mRNA文库制备试剂盒Illumina--
AMPure XP系统Beckman Coulter--
生物分析仪2100Agilent--
NovaSeq 6000测序平台Illumina--
L1000CDS2分析工具----
DMEM培养基HyClone--
RPMI培养基HyClone--
SEMA6C抗体GeneTexGTX118489
兔对照IgGLEADGENE10201
帕博西尼Sigma--
PCMV3载体对照Sino BiologicalCV020
SEMA6C过表达质粒Sino BiologicalHG23441-NF
HyFect转染试剂LEADGENE--
miR-124-3p抑制剂GenePharma--
FlexStation 3酶标仪Molecular Probes--
FACSCalibur流式细胞仪BD--
FlowJo软件BD--
IX71显微镜OLYMPUS--
碘化丙啶----
DAPISigma--
ImageJ软件----
CellLytic M裂解液Sigma--
Bradford试剂Bio-Rad--
抗磷酸化AKT (Ser473)抗体Cell Signaling9271
抗AKT抗体GeneTexGTX121937
抗磷酸化GSK3α/β (Ser21/9)抗体Cell Signaling8566
抗GSK3α/β抗体Cell Signaling5676
抗β-catenin抗体Cell Signaling9587
抗cyclin D1抗体GeneTexGTX108624
抗GAPDH抗体GeneTexGTX627408
增强化学发光试剂PerkinElmer--
UVP成像系统Analytik Jena--
Trizol试剂Invitrogen--
ReverTra Ace逆转录试剂盒PURIGO--
MyCycler PCR仪Bio-Rad--
琼脂糖凝胶VWR--
溴化乙锭替代物Sigma--
AlphaImager凝胶成像系统Alpha Innotech--
EnVision检测系统Dako--
SPSS Statistics 17.0软件IBM--
miRDB数据库----
TargetScan数据库----
miRWalk数据库----
KM绘图工具----

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
临床样本分析
组织芯片的样本量(86例)、SEMA6C分组阈值(中位或平均表达)、评分标准
阅读提示:Methods 4.14;Figure 1
RNA测序
细胞系、SEMA6C过表达质粒转染剂量和时间、测序平台、分析软件版本
阅读提示:Methods 4.3;Figure 2
体外细胞处理
中和抗体浓度和处理时间、过表达质粒转染剂量和时间、miRNA抑制剂浓度和时间、药物处理浓度和时间
阅读提示:Methods 4.5;Figures 3-6
机制验证
关键抗体(phospho-AKT、phospho-GSK3等)的选择和使用浓度、AKT抑制剂的具体信息
阅读提示:Methods 4.11;Figure 4