G蛋白亚基αq通过p53/p21和MEK/ERK通路调控胃癌生长

G protein subunit α q regulates gastric cancer growth via the p53/p21 and MEK/ERK pathways.

作者信息Yizhuo Wang, Huijie Xiao, Haitao Wu, Cheng Yao, Hua He, Chang Wang, Wei Li
PMID28350126
期刊Oncol Rep
发布时间2017-04
DOI10.3892/or.2017.5500

实验完整度

包含临床样本IHC分析、慢病毒敲低功能实验(增殖、集落形成、细胞周期、凋亡)及机制蛋白验证(p53/p21、MEK/ERK),涉及多个独立证据层级。

主要模型

胃癌细胞系MGC80-3 胃癌细胞系SGC7901 胃癌患者手术标本(280例) HEK293T细胞(慢病毒包装)

重点核对

GNAQ shRNA序列及慢病毒感染MOI=40 细胞增殖MTT实验的细胞接种密度2×10^3细胞/孔及检测时间点 细胞周期分析中PI染色及RNase处理条件 Western blotting中使用的抗体稀释度(1:1000)及内参GAPDH(1:100000)

摘要

在多种类型的人类癌症中已报道G蛋白亚基αq(GNAQ)的遗传改变。然而,GNAQ在人类胃癌(GC)中的作用尚未被探讨。在本研究中,我们发现GNAQ在GC患者样本中高表达,且通过免疫组织化学检测,GNAQ表达与患者年龄、GC分化状态和辅助治疗相关。使用慢病毒递送靶向GNAQ的短发夹RNA(shRNA)来探讨GNAQ在GC细胞中的功能。沉默GNAQ显著抑制GC细胞的增殖和集落形成,并将细胞周期阻滞在S期。机制分析显示,敲低GNAQ显著增加p53和p21的表达,并降低细胞周期蛋白A和p-CDK2的蛋白表达。此外,Western blotting检测表明,敲低GNAQ后ERK和MEK的磷酸化也降低。总体而言,我们的结果表明,GNAQ通过包括MAPK和p53在内的经典致癌信号通路在调节GC细胞生长和存活中发挥关键作用,因此可作为GC中有前景的新型治疗靶点。

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
GNAQ在胃癌中的表达及其在胃癌细胞生长调控中的作用和机制
核心机制
GNAQ敲低通过增加p53和p21表达、降低cyclin A和p-CDK2水平导致S期阻滞,并抑制MEK/ERK磷酸化,从而抑制胃癌细胞增殖和集落形成,促进凋亡
主要证据
通过IHC检测280例胃癌组织显示GNAQ高表达且与年龄、分化相关;利用慢病毒shRNA敲低GNAQ后,MTT和集落形成实验显示增殖和集落形成抑制,流式细胞术显示S期阻滞和凋亡增加,Western blotting验证p53/p21和MEK/ERK通路蛋白变化
研究意义
作者提出GNAQ可能作为胃癌治疗的新靶点,其抑制剂有望成为具有激活基因突变的胃癌患者的新药

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GNAQ表达检测

评估GNAQ在胃癌组织中的表达及其与临床病理特征和预后的关系

对280例胃癌患者手术标本进行免疫组织化学染色,比较癌组织和癌旁正常组织中GNAQ表达,并分析其与年龄、分化、辅助治疗及生存期的关联

2

细胞系中GNAQ表达验证

比较不同胃癌细胞系中GNAQ蛋白表达水平,选择敲低实验的细胞系

通过Western blotting检测MGC80-3、SGC7901和AGS细胞中GNAQ表达水平,确定表达高低顺序

3

慢病毒shRNA敲低GNAQ

建立GNAQ稳定敲低的胃癌细胞系,以研究其功能

设计并构建靶向GNAQ的shRNA慢病毒载体,感染MGC80-3和SGC7901细胞,通过qRT-PCR和Western blotting验证敲低效率

4

细胞增殖和集落形成分析

检测GNAQ敲低对胃癌细胞增殖和集落形成能力的影响

MTT实验检测细胞生长曲线,集落形成实验检测克隆形成能力

5

细胞周期和凋亡分析

观察GNAQ敲低对细胞周期分布和凋亡的影响

流式细胞术分析PI染色细胞的周期分布,sub-G1百分比反映凋亡

6

机制蛋白验证

探讨GNAQ敲低影响细胞周期和凋亡的分子机制

Western blotting检测p53、p21、cyclin A、p-CDK2、CDK2以及MEK/ERK信号通路蛋白的表达和磷酸化水平

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。

验证样本或模型特征
验证分子表达变化
验证机制链路

产品清单

实验环节名称品牌货号
Histostain-Bulk-SP试剂盒Zymed--
GNAQ抗体Proteintech--
RPMI-1640培养基HyClone--
Ham's F12培养基Gibco-BRL--
DMEM培养基HyClone--
胎牛血清Biological Industries--
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
M-MLV逆转录酶Promega--
SYBR Premix Ex Taq试剂TaKaRa--
ABI 7300实时荧光定量PCR仪Applied Biosystems--
BCA蛋白检测试剂盒Thermo Fisher ScientificPF205629
PVDF膜Millipore--
GNAQ抗体Proteintech13927-1-AP
p53抗体Proteintech10442-1-AP
p21抗体Cell Signaling Technology2947
cyclin A抗体Proteintech18202-1-AP
p-CDK2抗体Cell Signaling Technology2561
CDK2抗体Cell Signaling Technology2546
p-ERK抗体Cell Signaling Technology4370
ERK抗体Santa Cruz BiotechnologySc-154
p-MEK抗体Signalway Antibody11205
MEK抗体Signalway Antibody21428
GAPDH抗体Proteintech10494-1-AP
山羊抗兔IgG二抗Santa Cruz BiotechnologySc-2054
Tanon-4200化学发光分析系统Tianneng--
FACSCalibur流式细胞仪BD Biosciences--
结晶紫----
SPSS 17.0软件SPSS, Inc.--

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IHC
GNAQ抗体稀释度(1:50);染色评分标准(强度×分布面积);样本量280例;癌旁正常组织距肿瘤>5 cm
阅读提示:Materials and methods: Tissue sample immunohistochemistry
细胞培养
细胞系培养基(RPMI-1640、Ham's F12、DMEM)及血清浓度(10%或5%);培养条件(5% CO2, 37°C)
阅读提示:Materials and methods: Cell culture
慢病毒感染
MOI=40;感染时间120小时;shRNA序列(S1和S2)
阅读提示:Materials and methods: Lentivirus construction and transfection
细胞增殖和集落形成
MTT实验接种密度2×10^3细胞/孔;集落形成接种500细胞/孔;培养时间9天
阅读提示:Materials and methods: Cell growth assay, Cell colony formation assay
细胞周期和凋亡
PI染色浓度10 μg/ml;RNase浓度200 U/ml处理15分钟;乙醇固定浓度75%
阅读提示:Materials and methods: Cell cycle analysis
Western blotting
抗体稀释度(1:1000,GAPDH 1:100000);裂解液成分(Tris-HCl pH6.8, EDTA, SDS, glycine)
阅读提示:Materials and methods: Western blotting