RIZ2在结直肠癌EGF/EGFR信号通路十字路口的作用

RIZ2 at the crossroad of the EGF/EGFR signaling in colorectal cancer.

作者信息Marzia Di Donato, Erika Di Zazzo, Annamaria Salvati, Carmela Sorrentino, Giorgio Giurato, Donatella Fiore, Maria Chiara Proto, Monica Rienzo, Amelia Casamassimi, Patrizia Gazzerro, Maurizio Bifulco, Gabriella Castoria, Alessandro Weisz, Giovanni Nassa, Ciro Abbondanza
PMID37853459
发布时间2023-10-18
DOI10.1186/s12967-023-04621-6

实验完整度

中

实验包含体外细胞模型、转录组测序和功能验证,但缺乏动物模型和患者样本验证。

主要模型

DLD1结直肠癌细胞系 DLD1-pEGFP_hRIZ2稳定转染细胞 DLD1-pEGFP对照细胞 3D类器官模型

重点核对

RIZ2过表达通过EGF自分泌环激活EGFR及其下游信号 EGF中和抗体和ZD1839预处理 EGF刺激时间点(5和10分钟) 细胞迁移和侵袭实验条件

摘要

背景:结直肠癌(CRC)是全球第三大致死性癌症和第四大确诊癌症。尽管在早期诊断和先进治疗选择方面取得了进展,但CRC预后差,5年生存率约为45%。PRDM2/RIZ是PR/SET结构域家族(PRDM)的成员,表达两种主要分子变异体,PR-plus亚型(RIZ1)和PR-minus(RIZ2)。在许多癌症类型中观察到它们表达水平的不平衡,有利于RIZ2。全长RIZ1已在多种癌症中得到广泛研究,它在其中作为肿瘤抑制因子,而很少有研究探索RIZ2的致癌特性。PRDM2在CRC中经常是移码突变和异常DNA甲基化的靶标。然而,关于其在CRC中的作用知之甚少。方法:我们结合了癌症基因组图谱(TCGA)CRC数据集的计算机模拟研究、细胞和分子测定、转录组测序和功能注释分析,以评估RIZ2在人CRC中的作用。结果:我们对TCGA数据集的计算机模拟分析证实,PRDM2基因在CRC中经常发生突变和转录失调,并揭示RIZ2增加与RIZ1显著下调高度相关。然后,我们通过qRT-PCR分析了几种CRC细胞系的主要PRDM2转录本,并选择了RIZ2水平最低的DLD1细胞系。因此,我们在这些细胞中过表达RIZ2,以模拟TCGA数据集分析结果,从而评估PRDM2/RIZ2在CRC中的作用。RNA-seq数据显示,RIZ2过表达通过EGF通路失调诱导CRC细胞转录组的深刻变化,表明RIZ2参与DLD1细胞行为的EGF自分泌调节。值得注意的是,强制RIZ2表达增加了细胞活力、生长、集落形成、迁移和类器官形成。这些效应可能由RIZ2过表达的DLD1细胞释放高水平的EGF介导。结论:我们的发现为RIZ2在CRC中假定的肿瘤促进作用提供了新的见解,尽管需要进一步的努力来确定潜在的分子机制。

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
RIZ2在结直肠癌中的作用及其潜在机制是什么?
核心机制
RIZ2过表达通过释放EGF激活EGFR/ERK/FAK信号通路,形成自分泌环,促进细胞增殖、迁移和侵袭。
主要证据
RNA-seq显示EGF通路相关基因表达变化;ELISA检测到RIZ2过表达细胞分泌更高水平EGF;Western blot显示EGFR和ERK磷酸化增强,且被ZD1839或EGF中和抗体抑制。
研究意义
作者提出RIZ2可能是EGFR靶向治疗的潜在生物标志物,或联合靶向RIZ2和EGFR信号网络可能改善CRC治疗。

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TCGA数据分析

评估PRDM2/RIZ2在结直肠癌中的表达和突变情况

利用TCGA-COAD数据集分析RIZ1和RIZ2表达差异,以及RIZ2与EGF/EGFR的相关性。

2

细胞系筛选和RIZ2过表达

选择RIZ2低表达的CRC细胞系并建立RIZ2过表达模型

通过qRT-PCR筛选DLD1细胞系,用pEGFP_hRIZ2质粒稳定转染,对照为pEGFP空载体。

3

细胞功能实验

检测RIZ2过表达对细胞增殖、集落形成、迁移和侵袭的影响

进行WST-1、细胞计数、集落形成、伤口愈合、Transwell迁移和侵袭实验,以及3D类器官培养。

4

转录组测序和通路分析

探索RIZ2过表达对转录组的影响及富集通路

对DLD1-pEGFP和DLD1-pEGFP_hRIZ2进行RNA-seq,分析差异表达基因和IPA通路。

5

EGF自分泌环验证

验证RIZ2过表达是否通过EGF自分泌环激活EGFR信号

ELISA检测培养上清EGF浓度,Western blot检测EGFR和ERK磷酸化,使用EGF中和抗体和ZD1839抑制。

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培养基----
炭处理血清----
人表皮生长因子Sigma Aldrich--
ZD1839Selleckem--
EGF中和抗体Sino Biological10605-R001
脂质体2000Life Technologies--
OptiMem I减血清培养基Life Technologies--
遗传霉素G418Sigma-Aldrich--
Trizol试剂Thermofisher--
SuperScript III反转录酶Thermofisher--
吐温Bio-Rad--
抗EGF抗体Abcamab131498
Texas red偶联的AffiniPure抗兔IgGJackson ImmunoResearch Laboratories--
Hoechst 33258Merck--
溴脱氧尿苷Sigma-Aldrich--
WST-1试剂Merck--
基质胶Corning--
DMEM/F12培养基----
GlutaMAX添加剂----
B27补充剂----
烟酰胺Merck--
N-乙酰半胱氨酸Sigma-Aldrich--
Y-27632Merck-Millipore--
人EGF ELISA试剂盒InvitrogenKHG0061
抗KMT8/Riz1/Riz2抗体Abcamab3790
抗FAK抗体BD Transduction Laboratories610088
抗P-Tyr397 FAK抗体BD Transduction Laboratories611722
抗p42 ERK抗体Santa Cruzsc-1647
抗p44/p42 P-ERK抗体Santa Cruzsc-7383
抗微管蛋白抗体Santa CruzDM1A
抗GAPDH抗体ElabscienceE-AB-20078
抗EGFR抗体Millipore610016
抗P-Tyr1068 EGFR抗体Cell Signaling2234S
ECL化学发光系统GE Healthcare--

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、培养基、血清浓度
阅读提示:Methods, Cell culture and treatments
RIZ2过表达
质粒构建、转染方法、筛选浓度
阅读提示:Methods, Plasmids and DLD1 transfection
EGF处理
EGF浓度、处理时间
阅读提示:Methods, Cell culture and treatments; Results, Fig. 7
抑制剂处理
ZD1839浓度
阅读提示:Methods, Cell culture and treatments; Results, Fig. 5
细胞功能实验
细胞密度、培养时间、检测方法
阅读提示:Methods, Clonogenic assay, Wound scratch analysis, migration, invasiveness; Results, Fig. 1, 2