核心蛋白聚糖抑制U87MG胶质瘤细胞迁移涉及自噬激活和TGF-β信号抑制

Decorin-mediated inhibition of the migration of U87MG glioma cells involves activation of autophagy and suppression of TGF-β signaling.

作者信息Ting Yao, Chen-Guang Zhang, Ming-Tao Gong, Min Zhang, Lei Wang, Wei Ding
PMID27398310
发布时间2016-05-31
DOI10.1002/2211-5463.12076

实验完整度

中

研究包含体外细胞实验,验证了DCN对迁移的抑制、自噬激活及TGF-β信号通路,并通过siRNA和3-MA进行功能验证,但缺乏体内模型和多层级验证。

主要模型

U87MG胶质瘤细胞系 U251胶质瘤细胞系 BV2小胶质细胞系

重点核对

DCN蛋白核心处理浓度200 nM siDCN敲低剂量100 nM 3-MA预处理的浓度1 mM TMZ处理剂量800 μM ECIS迁移实验施加电流脉冲条件

摘要

核心蛋白聚糖(DCN)是富含亮氨酸的小分子蛋白聚糖(SLRP)家族的主要成员,该家族与包括胶质瘤在内的癌症的肿瘤发生和转移发展密切相关。已有研究表明,DCN的过表达可抑制胶质瘤细胞生长。然而,DCN在胶质瘤细胞迁移中的作用仍不明确。在本研究中,我们发现用外源性DCN处理可抑制U87MG胶质瘤细胞的粘附和迁移,并下调TGF-β信号。DCN也激活自噬,这通过单丹磺酰尸胺(MDC)染色、LC3 I/LC3 II转化增加以及p62/SQSTM1降解来证明。自噬活性的增加与胶质瘤细胞迁移的抑制相关。敲低DCN表达或使用3-甲基腺嘌呤(3-MA)破坏自噬可减少DCN诱导的细胞粘附和迁移抑制。当U87MG细胞用替莫唑胺(TMZ)处理时,观察到自噬的诱导和DCN的上调,并伴有细胞粘附和迁移的抑制。转染靶向DCN的siRNA减弱了TMZ对胶质瘤细胞迁移和粘附的抑制作用。我们的结果表明,胶质瘤细胞的迁移受自噬活性状态的控制,DCN是关键参与者,也是预后指标。因此,建议可考虑将自噬调节剂用于浸润性胶质瘤的治疗。

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
DCN在胶质瘤细胞迁移中的作用及其潜在机制。
核心机制
DCN通过激活自噬抑制TGF-β信号,进而抑制胶质瘤细胞迁移。
主要证据
体外实验显示,外源性DCN或DCN过表达抑制U87MG细胞粘附和迁移,降低TGF-β荧光素酶活性,同时引起自噬标志物LC3转化和p62降解;3-MA抑制自噬可逆转DCN的效应;TMZ处理上调DCN表达并诱导自噬,siRNA敲低DCN削弱其抑制作用。
研究意义
研究揭示了DCN抑制胶质瘤迁移的机制,并可能作为胶质瘤治疗效果的评估指标,同时强调了自噬调节在胶质瘤治疗中的潜在意义。

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

验证DCN对胶质瘤细胞粘附的抑制作用

确定外源性DCN是否影响胶质瘤细胞的粘附能力。

将200 nM重组人DCN蛋白核心加入U87MG、U251和BV2细胞培养基中,观察细胞粘附情况,并通过更换培养基和洗涤验证可逆性;使用ECIS系统动态记录阻抗变化。

2

验证DCN过表达或敲低对细胞迁移的影响

检验DCN表达水平对胶质瘤细胞迁移的影响。

通过转染DCN过表达质粒或siRNA敲低DCN,使用ECIS系统测定细胞迁移能力。

3

检测DCN对TGF-β信号活性的影响

探讨DCN是否调节TGF-β信号通路。

使用PAI启动子/荧光素酶报告系统检测DCN处理或DCN表达变化后U87MG细胞的TGF-β活性。

4

验证DCN诱导的自噬

确定DCN是否激活胶质瘤细胞的自噬。

通过MDC染色观察自噬体形成,通过Western blot检测LC3转化和p62降解,并通过siRNA敲低DCN或3-MA处理验证自噬的诱导。

5

评估自噬在DCN抑制迁移和TGF-β信号中的作用

证明DCN诱导的迁移抑制和TGF-β信号抑制依赖自噬。

使用3-MA抑制自噬,再检测DCN对细胞迁移和TGF-β活性的影响。

6

验证TMZ对DCN表达、自噬和迁移的影响及DCN的必要性

探究TMZ在胶质瘤细胞中的作用是否依赖DCN。

用TMZ处理U87MG细胞,检测DCN表达、自噬水平、TGF-β活性和迁移能力;通过siRNA敲低DCN验证其必要性。

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
DMEM培养基Hyclone--
胎牛血清Hyclone--
Fugene HD转染试剂Roche--
Lipofectamine RNAiMAX转染试剂Invitrogen--
减血清培养基Gibco--
3-甲基腺嘌呤Sigma-AldrichM9218-100MG
MG132Sigma-AldrichC2211-5MG
雷帕霉素Sigma-Aldrich37094
SB505124Sigma-AldrichS4696
氯喹Sigma-Aldrich6628
替莫唑胺Sigma-AldrichT2577-25MG
重组人核心蛋白聚糖蛋白核心Sigma-AldrichD8428
单丹磺酰尸胺Sigma-AldrichD4008
核心蛋白聚糖ELISA试剂盒Sigma-AldrichRAB0140
荧光素酶检测试剂盒PromegaE1500
小鼠抗核心蛋白聚糖抗体R&D SystemsAF1060
重组人转化生长因子-βR&D Systems240-B
兔抗p62抗体Sigma-AldrichP0067
HRP偶联小鼠抗GAPDH抗体Kangchen-BioTechKC-5G5
兔抗LC3抗体Cell Signaling Technology1274
兔抗ATG7抗体Cell Signaling Technology2631
Triton X-100DingGuo ChangSheng BiotechnologyAR-0341
牛血清白蛋白Amresco0332
山羊抗小鼠IgG Alexa Fluor 488Life Technologies--
山羊抗兔IgG Alexa Fluor 594Life Technologies--
徕卡TCS SP5 MP共聚焦显微镜系统Leica--
含DAPI的封片剂ZhongShan JinQiaoZLI-9557
改良RIPA裂解液Thermo Fisher Scientific--
BCA蛋白定量试剂盒Novagen--
PVDF膜Millipore--
增强化学发光检测系统Millipore--
TRIzol试剂Invitrogen--
PrimeScript逆转录试剂盒TaKaRaRR037A
SYBR Premix DimerEraserTaKaRa--
CFX Connect实时荧光定量PCR检测系统Bio-Rad--
CellTiter-96 Aqueous One Solution细胞增殖(MTT)检测试剂盒PromegaG3580
ELx808吸收光酶标仪BioTek--
ECIS Ztheta系统Applied BioPhysics--
8W1E PET电极腔Applied BioPhysics--
发光检测仪Berthold TechnologiesLumat
SPSS 19统计软件IBM--

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
细胞粘附与迁移实验
DCN浓度:200 nM;细胞系:U87MG、U251、BV2;处理时间:6小时;ECIS系统:8W1E腔体;电流脉冲条件:3000 μA,60,000 Hz,40秒。
阅读提示:Methods: Electric cell substrate impedance sensing; Results: Figure 1
DCN敲低实验
siRNA浓度:100 nM;转染时间:48小时;转染试剂:Lipofectamine RNAiMAX;对照:scramble siRNA。
阅读提示:Materials and Methods: RNA interference; Results: Figure 2A,B
TGF-β活性检测
报告质粒:PAI启动子/荧光素酶;转染量:100 ng;处理时间:DCN处理6小时;阳性对照:重组人TGF-β蛋白(20 ng/mL);阴性对照:SB505124(100 μM)。
阅读提示:Methods: Luciferase assay; Results: Figure 2C-E, Figure 4B
自噬检测
MDC染色浓度:20 μM;处理时间:1小时;DCN处理时间:6小时;LC3和p62 Western blot检测时间点:DCN处理0-6小时;3-MA浓度:1 mM。
阅读提示:Methods: Immunofluorescence microscopy, Western blot, Monodansylcadaverine staining; Results: Figure 3
TMZ处理
TMZ浓度:800 μM;处理时间:6小时;siDCN预转染时间:24小时;检测指标:自噬、TGF-β活性、DCN表达、迁移。
阅读提示:Results: Figure 5