烟酰胺腺嘌呤二核苷酸激酶通过BMP通路激活ID1表达促进非小细胞肺癌淋巴结转移

Nicotinamide adenine dinucleotide kinase promotes lymph node metastasis of NSCLC via activating ID1 expression through BMP pathway.

作者信息Zimei Zeng, Jie Gao, Tao Chen, Ziyu Zhang, Mengwei Li, Qi Fan, Guoqian Liu, Xuebing Li, Zhi Li, Chenxi Zhong, Feng Yao, Lunquan Sun, Yuezhen Deng, Min Li
PMID37416767
发布时间2023-06-19
DOI10.7150/ijbs.84322

实验完整度

包含临床样本分析、体外细胞功能实验、体内小鼠模型及机制验证,证据层级多样。

主要模型

NSCLC细胞系(A549、H1299、H157、H520) 正常支气管上皮细胞系HBE 小鼠LLC细胞系 C57BL/6J小鼠淋巴结转移模型和皮下移植瘤模型

重点核对

NADK在NSCLC组织中的表达水平及与临床特征的相关性 NADK对NSCLC细胞迁移、侵袭、增殖和锚定非依赖性生长的影响 NADK对体内淋巴结转移和肿瘤生长的影响 NADK与Smurf1的相互作用及其对BMPR1A泛素化和稳定性的影响 NADK对BMP信号通路和ID1表达的激活作用

摘要

转移是肺癌高死亡率的重要原因。淋巴结(LN)转移是非小细胞肺癌最常见的转移途径,也是影响NSCLC预后最关键的因素。然而,转移的分子机制尚不清楚。我们证明NADK高表达提示较差的生存预后,且NADK表达与NSCLC患者淋巴结转移率、TNM分期和AJCC分期正相关。此外,有淋巴结转移的患者NADK表达高于无淋巴结转移的患者。NADK通过增强NSCLC细胞的迁移、侵袭、淋巴结转移和生长来促进NSCLC进展。机制上,NADK通过与Smurf1相互作用抑制BMPR1A的泛素化和降解,进一步激活BMPs信号通路并促进ID1转录。总之,NADK可能是转移性NSCLC的潜在诊断指标和新的治疗靶点。

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
NADK是否以及如何促进非小细胞肺癌的淋巴结转移?
核心机制
NADK通过与Smurf1相互作用,抑制BMPR1A的泛素化和降解,从而激活BMPs信号通路,促进ID1转录,进而促进NSCLC细胞的迁移、侵袭、生长和淋巴结转移。
主要证据
临床样本分析显示NADK高表达与淋巴结转移和不良预后相关;体外实验表明NADK促进NSCLC细胞迁移、侵袭和增殖;体内小鼠模型证实NADK促进淋巴结转移和肿瘤生长;机制实验证实NADK与Smurf1结合抑制BMPR1A泛素化,激活BMP信号和ID1表达。
研究意义
NADK可能是转移性NSCLC的潜在诊断指标和新的治疗靶点。

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

临床样本特征分析

评估NADK在NSCLC组织中的表达及其与临床病理特征和预后的关系

使用qPCR、Western blot、IHC检测NADK在NSCLC组织和细胞系中的表达,并分析其与淋巴结转移、TNM分期、AJCC分期及生存预后的相关性。

2

体外功能实验

验证NADK对NSCLC细胞迁移、侵袭、增殖和锚定非依赖性生长的影响

通过shRNA敲低和过表达NADK,用伤口愈合、Transwell、CCK8和软琼脂实验检测细胞功能。

3

体内小鼠模型

验证NADK对体内肿瘤生长和淋巴结转移的影响

将LLC细胞注入C57BL/6J小鼠足垫建立淋巴结转移模型,皮下注射建立肿瘤模型,检测肿瘤体积、淋巴结体积、HE和IHC染色。

4

机制探索

揭示NADK促进NSCLC淋巴结转移的分子机制

RNA-seq分析NADK过表达后的差异基因,Co-IP检测NADK与Smurf1的相互作用,泛素化分析检测BMPR1A的泛素化水平,Western blot检测BMP信号通路激活。

5

功能验证ID1关键作用

验证ID1是否介导NADK的促癌功能

在NADK过表达细胞中敲低ID1,检测对锚定非依赖性生长和迁移的影响,并在异种移植瘤中检测ID1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
RPMI 1640培养基----
DMEM培养基----
胎牛血清----
青霉素----
链霉素----
脂质体转染试剂8000----
重组BMP-2蛋白Sino Biological10426-HNAE
盐酸多西环素SangonA600889
支原体染色检测试剂盒Beyotime--
pLVX-IRES-puro载体----
pLKO.1-puro载体----
pGreen载体----
psPAX2包装质粒----
pMD2.G包装质粒----
聚乙二醇8000----
TRIzol试剂Invitrogen--
PrimeScript逆转录试剂盒Takara--
SYBR Green荧光定量试剂盒----
CFX96实时荧光定量PCR检测系统Bio-Rad--
RIPA裂解液----
蛋白酶抑制剂----
磷酸酶抑制剂----
BCA蛋白检测试剂盒----
PVDF膜----
化学发光试剂MilliporeWBKLS0050
NADK抗体Proteintech15548-1-AP
β-微管蛋白抗体Proteintech10068-1-AP
GAPDH抗体Proteintech10494-1-AP
肌动蛋白抗体Santa Cruzsc-8432
Flag标签抗体Proteintech20543-1-AP
Myc标签抗体Cell Signaling Technology2276S
HA标签抗体Proteintech66006-Ig
Smad1抗体Proteintech10429-1-AP
磷酸化Smad1/5/9抗体Cell Signaling Technology13820S
ID1抗体Proteintech67827Ig
Smurf1抗体Proteintech55175-1-AP
泛素抗体Proteintech10201-2-AP
组织芯片Shanghai Outdo Biotech Co., Ltd.--
抗NADK抗体Proteintech15548-1-AP
抗磷酸化SMAD1/5/9抗体Abcamab92698
抗ID1抗体Proteintech67827-1-Ig
抗Flag标签抗体Proteintech20543-1-AP
抗Ki67抗体ABclonalWH153065
抗卵清蛋白抗体Abcamab181688
Inform系统----
Flag磁珠SigmaA2220
HA磁珠Thermo Fisher88837
蛋白A/G磁珠BimakeB23202
MG132----
Myc磁珠Thermo Fisher88844
基质胶----
结晶紫----

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
NADK表达水平与淋巴结转移、TNM分期、AJCC分期的相关性
阅读提示:参见Results部分和表1
细胞培养与处理
细胞系来源、培养条件、转染方法、BMP-2和DOX处理浓度
阅读提示:参见Materials and Methods中的Cell culture and clinical NSCLC samples
体外功能实验
shRNA敲低和过表达NADK的效率,伤口愈合、Transwell、CCK8、软琼脂实验的具体步骤
阅读提示:参见Results中'NADK promotes migration...'部分及相应图注
体内小鼠模型
小鼠品系、性别、周龄、细胞注射量、观察时间、分组
阅读提示:参见Materials and Methods中的'Tumorigenesis model and LN metastasis model in C57BL/6J mice'
机制实验
Co-IP条件、泛素化分析条件(MG132浓度和时间)、CHX浓度
阅读提示:参见Materials and Methods中的'Immuno-precipitation (IP)'和'Ubiquitination analysis'