AZGP1缺陷促进前列腺癌中的血管生成。

AZGP1 deficiency promotes angiogenesis in prostate cancer.

作者信息Ru M Wen, Zhengyuan Qiu, G Edward W Marti, Eric E Peterson, Fernando Jose Garcia Marques, Abel Bermudez, Yi Wei, Rosalie Nolley, Nathan Lam, Alex LaPat Polasko, Chun-Lung Chiu, Dalin Zhang, Sanghee Cho, Grigorios Marios Karageorgos, Elizabeth McDonough, Chrystal Chadwick, Fiona Ginty, Kyeong Joo Jung, Raghu Machiraju, Parag Mallick, Laura Crowley, Jonathan R Pollack, Hongjuan Zhao, Sharon J Pitteri, James D Brooks
PMID38659028
发布时间2024-04
DOI10.1186/s12967-024-05183-x

实验完整度

包含细胞增殖、迁移、侵袭实验,基因敲除小鼠组织学分析,异种移植瘤模型,蛋白质组学,人组织芯片验证。

主要模型

PC3细胞和DU145细胞异种移植瘤模型 AZGP1敲除小鼠 HUVEC细胞体外血管生成模型 人前列腺癌组织微阵列

重点核对

AZGP1敲除和过表达细胞系的构建与验证 异种移植瘤模型中AZGP1对肿瘤生长和微血管密度的影响 AZGP1对HUVEC增殖、迁移、管形成的影响 人前列腺癌组织中AZGP1表达与微血管密度的相关性 蛋白质组学分析鉴定血管生成相关蛋白的变化

摘要

背景 AZGP1表达的缺失是与前列腺癌进展为去势抵抗、转移发展及较差疾病特异性生存相关的生物标志物。然而,已有报道称前列腺癌中AZGP1高表达细胞可增加增殖和侵袭。AZGP1在前列腺癌进展中的确切作用仍不明确。 方法 使用慢病毒系统生成AZGP1敲除和过表达的前列腺癌细胞。通过体外细胞增殖、迁移和侵袭实验评估AZGP1低表达或过表达对前列腺癌细胞的影响。从欧洲小鼠突变档案(EMMA)获得杂合AZGP1±小鼠,并在2、6和10个月时收集纯合敲除雄性小鼠的前列腺组织进行组织学分析。使用AZGP1低表达或过表达的体内异种移植瘤模型确定AZGP1在前列腺癌肿瘤生长中的作用,随后进行蛋白质组学分析以阐明AZGP1在前列腺癌进展中的作用机制。在包含215例独立患者样本的组织微阵列中测量人前列腺癌样本中AZGP1表达和微血管密度。 结果 敲除或过表达AZGP1对前列腺癌细胞的增殖、克隆形成、迁移或侵袭均无显著影响。AZGP1−/−小鼠的前列腺最初表现出大致正常的形态;然而,在6个月时观察到小鼠前列腺的腺周间质纤维化和更高的血管密度。在PC3和DU145小鼠异种移植瘤中,过表达AZGP1不影响肿瘤生长,但这些肿瘤的微血管密度相比源自PC3和DU145对照细胞的异种移植瘤有所降低,提示AZGP1在前列腺癌中抑制血管生成。蛋白质组学分析进一步表明,与对照异种移植瘤相比,AZGP1过表达的PC3异种移植瘤富含血管生成通路蛋白,包括YWHAZ、EPHA2、SERPINE1、PDCD6、MMP9、GPX1、HSPB1、COL18A1、RNH1和ANXA1。体外功能研究表明,AZGP1抑制人脐静脉内皮细胞的增殖、迁移、管状形成和分支。此外,肿瘤微阵列分析显示,人前列腺癌组织中AZGP1表达与血管密度呈负相关。 结论 AZGP1是血管生成的负调控因子,因此AZGP1缺失促进前列腺癌中的血管生成。AZGP1可能对肿瘤微环境中的细胞(如基质细胞和内皮细胞)产生异型效应。本研究揭示了AZGP1在前列腺中的抗血管生成特性,并为靶向AZGP1以抑制前列腺癌进展提供了依据。

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
AZGP1在前列腺癌进展中的作用及其机制是什么?
核心机制
AZGP1通过抑制血管生成来负调控前列腺癌进展,其缺失促进肿瘤微环境中的血管生成。
主要证据
AZGP1敲除小鼠前列腺出现纤维化和血管密度增加;过表达AZGP1的PC3和DU145异种移植瘤微血管密度降低;HUVEC实验显示AZGP1抑制增殖、迁移和管形成;人前列腺癌组织中AZGP1表达与微血管密度负相关。
研究意义
揭示AZGP1在前列腺中的抗血管生成特性,为靶向AZGP1抑制前列腺癌进展提供理论基础。

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

细胞系构建与验证

建立AZGP1敲除和过表达的前列腺癌细胞系,以研究其在细胞功能中的作用

使用慢病毒系统在LNCaP、PC3、DU145、LNCaP和LuCaP147细胞中敲除或过表达AZGP1,并通过Western blot和qPCR验证表达水平。

2

体外细胞功能实验

评估AZGP1表达变化对前列腺癌细胞增殖、迁移和侵袭的影响

通过细胞增殖实验、集落形成实验、伤口愈合实验、Transwell迁移和侵袭实验评估AZGP1敲除或过表达的影响。

3

AZGP1敲除小鼠前列腺组织学分析

研究AZGP1缺失对正常小鼠前列腺形态和间质组成的影响

收集AZGP1−/−和野生型小鼠在2、6、10个月的前列腺组织,进行H&E、Sirius red和CD31免疫荧光染色。

4

体内异种移植瘤实验

评估AZGP1过表达对前列腺癌肿瘤生长和血管生成的影响

将对照或AZGP1过表达的PC3和DU145细胞皮下植入NSG小鼠,监测肿瘤体积和重量,并通过CD31免疫组化评估微血管密度。

5

蛋白质组学分析

鉴定AZGP1过表达后肿瘤中蛋白质表达变化,特别是与血管生成相关的蛋白

对对照和AZGP1过表达的PC3异种移植瘤进行质谱分析,比较蛋白表达差异并进行通路富集分析。

6

HUVEC体外血管生成实验

验证AZGP1对内皮细胞功能(增殖、迁移、管形成)的直接抑制作用

用重组AZGP1蛋白处理HUVECs,分别评估增殖(LDH法)、迁移(Transwell)和管形成(Matrigel)能力。

7

人前列腺癌组织微阵列分析

验证AZGP1表达与微血管密度在临床样本中的相关性

使用含215例前列腺癌样本的组织微阵列,通过多重免疫荧光染色定量AZGP1表达和微血管密度,并分析相关性。

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
RPMI-1640培养基Invitrogen Inc.--
DMEM培养基Invitrogen Inc.--
胎牛血清----
青霉素/链霉素----
人大血管内皮细胞基础培养基ThermoFisher ScientificM200500
低血清生长添加物ThermoFisher ScientificS00310
StemPro® hESC SFM培养基Invitrogen Inc.--
R1881----
Y-27632----
对照sgRNAApplied Biological Materials USA Inc.K010
sgAZGP1质粒Applied Biological Materials USA Inc.12907111
对照GFPSino Biologicals US Inc.LVCV-0
AZGP1 cDNASino Biologicals US Inc.HG13242-ACGLN
抗AZGP1抗体OriGene--
抗Ki67Cell Signaling12202
抗CD31Abcamab182981
聚凝胺Sigma-Aldrich--
嘌呤霉素Sigma-Aldrich--
E.Z.N.A.®质粒DNA大提试剂盒Omega Bio-tek--
PEG-it™病毒沉淀溶液System Biosciences--
RNeasy Mini试剂盒Qiagen--
高容量cDNA逆转录试剂盒ThermoFisher Scientific--
SYBR Green PCR试剂盒ThermoFisher Scientific--
StepOnePlus实时荧光定量PCR系统Applied Biosystems--
AccutaseInnovative Cell TechnologiesAT104
CellTiter-Glo® 3D细胞活力检测试剂盒PromegaG96821
CyQUANT™ LDH细胞毒性检测试剂盒ThermoFisher ScientificC20300
AZGP1蛋白Sino Biological13242-H08H
Transwell™可渗透聚酯膜插入物Corning--
BD Matrigel™BD--
钙黄绿素AMThermoFisher ScientificC3099
基质胶Corning--
RIPA裂解缓冲液----
蛋白酶和磷酸酶抑制剂Thermo Fisher Scientific--
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific--
Laemmli上样缓冲液Bio-rad--
抗β肌动蛋白Genescripta00702
抗AR抗体Abcamab133273
辣根过氧化物酶偶联的山羊抗鼠IgG二抗Cell Signaling Technology7076
辣根过氧化物酶偶联的抗兔IgG二抗Cell Signaling Technology7074
ECL™蛋白质印迹底物CytivaGERPN2106
Kapa小鼠基因分型试剂盒Cliniscience--
透明剂Statlab LLCCACLELT
伊红溶液----
DAB显色液Vector LaboratoriesSK-4100
抗CD31抗体Cell Signaling Inc77699S
二抗Abcamab150077
含DAPI封片剂Abcamab104139
天狼星红Abcamab246832
三(2-羧乙基)膦Sigma-Aldrich--
胰蛋白酶Thermo Fisher Scientific--
甲酸Fisher Scientific--
C18捕集柱Thermo Fisher Scientific--
Orbitrap Eclipse三合一质谱仪Thermo Fisher Scientific--
纳升喷雾Flex离子源Thermo Fisher Scientific--
LTQ Orbitrap Elite质谱仪Thermo Fisher Scientific--
柱温箱PST Phoenix S&T--

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
细胞系来源和培养基成分,包括PC3、DU145、LNCaP、C42B、22Rv1、HUVECs的培养基和添加物
阅读提示:Materials and methods: Cell culture
基因敲除和过表达
慢病毒载体、sgRNA序列、转导时间、筛选药物(嘌呤霉素)及浓度
阅读提示:Materials and methods: Lentiviral production, Generation of AZGP1 knockout and overexpressing cells
细胞增殖实验
细胞接种密度、培养时间、检测方法(CellTiter-Glo等)
阅读提示:Materials and methods: Proliferation assays
迁移和侵袭实验
细胞数量、Matrigel浓度、孵育时间、染色方法
阅读提示:Materials and methods: Transwell migration assay, Transwell invasion assay
体内异种移植瘤
小鼠品系(NSG)、细胞数量、注射方式、肿瘤测量时间间隔
阅读提示:Materials and methods: PCa xenograft studies
小鼠模型
AZGP1敲除小鼠的获取、繁殖、基因分型方法
阅读提示:Materials and methods: AZGP1 knockout mice breeding
免疫组化和免疫荧光
抗原修复条件、抗体稀释度、孵育时间、显色方法
阅读提示:Materials and methods: Immunohistochemistry staining, Immunofluorescence staining