核促炎细胞因子S100A9通过转录因子TEAD1增强人乳头瘤病毒癌基因的表达

Nuclear proinflammatory cytokine S100A9 enhances expression of human papillomavirus oncogenes via transcription factor TEAD1.

作者信息Seiichiro Mori, Yoshiyuki Ishii, Takamasa Takeuchi, Iwao Kukimoto
PMID37578237
期刊J Virol
发布时间2023-08-31
DOI10.1128/jvi.00815-23

实验完整度

包含体外DNA下拉联合质谱鉴定、细胞核定位与结合验证、功能敲低与过表达、报告基因及细胞增殖和药物敏感性实验,以及ChIP和Co-IP等机制验证,层级丰富。

主要模型

CaSki细胞(HPV16阳性宫颈癌细胞系) HeLa细胞(HPV18阳性宫颈癌细胞系) W12细胞(HPV16阳性宫颈角质形成细胞) HaCaT细胞(HPV阴性永生化皮肤角质形成细胞)

重点核对

使用HPV16 LCR野生型(WT)和TEAD1结合位点突变型(Mut)探针进行DNA下拉实验,验证S100A9特异性结合 S100A9与TEAD1的直接相互作用通过体外翻译蛋白的免疫共沉淀验证 TPA处理(200 ng/mL,4小时)诱导S100A9核表达及与LCR结合 siRNA敲低S100A9在CaSki和HeLa细胞中降低E6*I mRNA和E7蛋白水平 核定位信号融合的S100A9(NS100A9)过表达增强P97启动子活性和细胞增殖

摘要

人乳头瘤病毒(HPV)癌基因E6和E7的转录受病毒基因组的长控制区(LCR)调控。尽管已有多种转录因子被报道与LCR结合,但关于调节这些转录因子相关HPV癌基因表达的转录共因子的了解甚少。在此,我们通过体外DNA下拉实验纯化了宫颈癌细胞中的核蛋白,并进行了蛋白质组学分析,以鉴定通过转录因子TEAD1与HPV16 LCR结合的转录共因子。我们检测到促炎细胞因子S100A9,它定位于宫颈癌细胞的细胞核中,并通过与TEAD1直接相互作用而与LCR结合。用促炎性佛波酯处理宫颈癌细胞后,核S100A9水平及其与LCR的结合增加。敲低S100A9降低了HPV癌基因的表达,并减少了宫颈癌细胞的生长及其对顺铂的敏感性,而利用核定位信号强制核表达S100A9则产生相反的效果。因此,我们得出结论:核S100A9通过TEAD1与HPV LCR结合,并通过作为转录共激活因子增强病毒癌基因的表达。

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
炎症如何通过影响HPV癌基因表达来促进宫颈癌发生?即鉴定并验证通过TEAD1与HPV LCR结合的转录共因子及其作用。
核心机制
核S100A9作为TEAD1的转录共激活因子,直接与TEAD1结合并增强HPV LCR驱动的E6和E7转录。
主要证据
DNA下拉联合质谱鉴定S100A9;Co-IP验证直接相互作用;ChIP显示S100A9结合HPV16/18 LCR;敲低S100A9降低E6*I mRNA和E7蛋白,核定位S100A9增强P97启动子活性。
研究意义
揭示了炎症与病毒致癌之间的分子联系,提示S100A9/TEAD1相互作用抑制剂可能用于抑制HPV癌基因表达,核S100A9可能作为宫颈癌进展的预后生物标志物。

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

鉴定TEAD1结合的LCR共因子

找出与HPV16 LCR通过TEAD1结合的转录共因子

利用生物素化的HPV16 LCR探针(WT和TEAD1结合位点突变体)进行DNA下拉实验,结合DIA-MS分析,鉴定与WT LCR结合增强的蛋白质,包括S100A9。

2

验证S100A9的核定位和炎症诱导

确认S100A9在宫颈癌细胞中的核定位及其是否受炎症刺激诱导

通过免疫荧光染色检测S100A9在CaSki和HeLa细胞中的定位,并用TPA处理CaSki细胞后进行细胞分级和免疫印迹分析,观察S100A9的核表达变化。

3

证明S100A9与LCR的直接结合

验证S100A9是否直接结合HPV LCR以及是否通过TEAD1介导

利用纯化的S100A9-HA和FLAG-TEAD1进行DNA下拉实验,检测S100A9与LCR的结合是否依赖TEAD1;通过Co-IP验证内源性和直接相互作用;通过ChIP检测S100A9在细胞中与HPV16/18 LCR的结合。

4

验证S100A9对HPV癌基因表达的影响

确定S100A9是否影响HPV E6和E7的表达

在CaSki、HeLa和W12细胞中敲低S100A9,检测E6*I mRNA和E7蛋白水平的变化;在HaCaT细胞中利用报告基因检测P97启动子活性;过表达S100A9或核定位S100A9观察对E6*I mRNA和E7蛋白的影响。

5

评估S100A9对细胞生长和化疗敏感性的影响

探讨S100A9对宫颈癌细胞增殖和顺铂敏感性的功能影响

通过慢病毒表达shRNA敲低S100A9,检测细胞增殖和顺铂处理后的存活率;同时过表达核定位S100A9,检测细胞增殖和顺铂敏感性。

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
杜尔贝科改良伊格尔培养基文中未明确说明--
角质形成细胞无血清培养基Thermo Fisher Scientific--
牛垂体提取物文中未明确说明--
人重组表皮生长因子文中未明确说明--
12-O-十四烷酰佛波醇-13-乙酸酯FUJIFILM Wako Pure Chemical--
Dynabeads/M-280链霉亲和素磁珠Dynal Biotech--
抗S100A9抗体Sino Biological11145-R018
Alexa Fluor 546偶联抗兔IgG抗体Thermo Fisher Scientific--
ProLong Gold防淬灭封片剂(含DAPI)Thermo Fisher Scientific--
抗HA标签抗体Merck12013819001
抗TEAD1抗体BD Transduction Laboratories610922
抗TEAD4抗体Santa Cruz Biotechnologysc-101184
抗VGLL1抗体MerckHPA042403, HPA064616
抗S100A9抗体Proteintech26992-1-AP
抗Ku70抗体GeneTexGTX101820
抗HPV16 E7抗体Thermo Fisher Scientific28-0006
抗HPV16 E7抗体Santa Cruz Biotechnologysc-6981
抗HPV18 E7抗体Abcamab100953
抗p53抗体Santa Cruz Biotechnologysc-126
抗GAPDH抗体FUJIFILM Wako Pure Chemical015-25473
抗α-微管蛋白抗体Santa Cruz Biotechnologysc-32293
抗核纤层蛋白B1抗体Santa Cruz Biotechnologysc-6216
抗c-Fos抗体Santa Cruz Biotechnologysc-52
Sera-Mag SpeedBeads蛋白A/G磁性颗粒Cytiva--
抗TEAD1抗体(P28347)CusabioP28347
抗S100A9抗体(11145-R018)Sino Biological11145-R018
正常兔IgGSanta Cruz Biotechnologysc-2027
ChIP交联金Diagenode--
SimpleChIP Plus酶法染色质免疫沉淀试剂盒Cell Signaling Technology--
抗S100A9抗体(GTX129575)GeneTexGTX129575
正常兔IgG(2729S)Cell Signaling Technology2729S
Lipofectamine RNAiMAX转染试剂Thermo Fisher Scientific--
非靶向对照siRNAHorizon DiscoveryD-001206-13
S100A9 siRNAHorizon DiscoveryM-011384-02
TEAD1 siRNAHorizon DiscoveryL-012603-00
phRG-TK质粒Promega--
双荧光素酶检测系统Promega--
Arvo MX发光检测仪PerkinElmer--
shS100A9载体质粒MerckTRCN0000425882
细胞计数试剂盒-8Dojindo--
顺铂Adipogen--

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
DNA下拉实验
细胞核提取缓冲液成分、探针序列、磁珠类型、孵育时间和温度
阅读提示:Materials and Methods: DNA-pulldown assay
TPA处理
TPA浓度(200 ng/mL)、处理时间(4小时)、血清饥饿条件(0.5% FBS 24小时)
阅读提示:Materials and Methods: TPA treatment
免疫共沉淀
抗体类型、磁珠、核提取缓冲液、Benzonase处理
阅读提示:Materials and Methods: Co-IP experiment
ChIP
交联方法、抗体、磁珠、引物序列
阅读提示:Materials and Methods: ChIP assay
siRNA敲低
siRNA目录号、转染试剂、转染后时间
阅读提示:Materials and Methods: siRNA transfection
细胞活力
细胞接种密度(1000或2000细胞/孔)、检测时间点、顺铂浓度和处理时间
阅读提示:Materials and Methods: Cell viability assay