FAK下调抑制人结直肠癌细胞的干细胞样特性和迁移

FAK downregulation suppresses stem-like properties and migration of human colorectal cancer cells.

作者信息Chunyan Xu, Wenlu Zhang, Chengxia Liu
PMID37083591
期刊PLoS One
发布时间2023-04-21
DOI10.1371/journal.pone.0284871

实验完整度

包含细胞功能实验(球体形成、划痕愈合)、蛋白表达检测(Western blot、免疫细胞化学)、机制验证(免疫共沉淀)和抑制剂处理,但缺乏动物模型和患者样本。

主要模型

HT29人结直肠癌细胞系 RKO人结直肠癌细胞系 HCT116、SW480、SW620人结直肠癌细胞系(初步筛选)

重点核对

细胞系:HT29和RKO FAK抑制剂PF-562271处理浓度:5 μM,处理时间:24小时 AKT抑制剂MK-2206 2HCl处理浓度:25 μM,处理时间:24小时 FAK敲低:Lenti-FAK-EGFP-miR转染RKO细胞,MOI=30 球体形成实验:1000细胞/孔,非贴壁6孔板,培养7天,计数直径>75 μm的球体

摘要

黏着斑激酶(FAK)是一种细胞质蛋白酪氨酸激酶,在结直肠癌细胞中过表达。FAK可通过磷酸化激活,参与多种信号通路的转导和癌症干细胞的自我更新。FAK的下调是否通过减弱干细胞样特性抑制结直肠癌转移及其机制尚未明确。CD44、CD133、c-Myc、Nanog和OCT4已知可标记结直肠癌干细胞特性。在本研究中,AKT抑制剂(MK-2206 2HCl)或FAK抑制剂(PF-562271)降低了结直肠癌中干细胞标志物(Nanog、OCT4、CD133、CD44、c-Myc)的表达和球体形成。此外,通过免疫共沉淀验证了FAK和AKT蛋白存在相互作用。进一步,通过向结直肠癌细胞转染Lenti-FAK-EGFP-miR下调FAK,降低了p-AKT而非AKT的水平,并降低了干细胞标志物的表达和球体形成。总之,我们证明FAK的下调抑制结直肠癌细胞的干细胞样特性和迁移,部分原因是由于FAK对AKT磷酸化的调节改变所致。

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
FAK的下调是否通过减弱干细胞样特性抑制结直肠癌转移,及其潜在机制。
核心机制
FAK通过调控AKT磷酸化(而非AKT总蛋白水平)来调节结直肠癌细胞的干细胞样特性和迁移能力。
主要证据
FAK抑制剂PF-562271和AKT抑制剂MK-2206 2HCl均降低干细胞标志物表达和球体形成;FAK敲低降低p-AKT、干细胞标志物、球体形成和迁移;免疫共沉淀证实FAK与AKT相互作用。
研究意义
FAK是结直肠癌治疗的潜在肿瘤抑制靶点,消除具有干细胞样特性的细胞可能改善结直肠癌患者的临床结局。

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

细胞系筛选与特征评估

评估多种结直肠癌细胞系的球体形成能力、迁移能力及FAK/AKT/干细胞标志物表达,选择后续实验的细胞系。

检测HT29、HCT116、SW480、SW620和RKO五种细胞系的球体形成、迁移能力及FAK、p-FAK、AKT、p-AKT和干细胞标志物表达。

2

AKT抑制对细胞功能的影响

验证AKT抑制是否通过降低p-AKT影响结直肠癌细胞干性和迁移。

用AKT抑制剂MK-2206 2HCl处理HT29和RKO细胞,检测干细胞标志物表达、球体形成和迁移能力。

3

FAK抑制对细胞功能的影响

验证FAK抑制是否通过FAK/p-FAK/p-AKT轴影响结直肠癌细胞干性和迁移。

用FAK抑制剂PF-562271处理HT29和RKO细胞,检测FAK、p-FAK、p-AKT、干细胞标志物表达、球体形成和迁移能力。

4

FAK敲低对细胞功能的影响

验证FAK下调是否通过降低p-AKT抑制结直肠癌细胞干性和迁移。

用Lenti-FAK-EGFP-miR稳定转染RKO细胞敲低FAK,检测FAK mRNA和蛋白水平、p-AKT、干细胞标志物表达、球体形成和迁移能力。

5

FAK与AKT相互作用验证

验证FAK与AKT蛋白是否直接相互作用,支持FAK调控AKT磷酸化的机制。

通过免疫共沉淀(co-IP)检测RKO细胞中FAK与AKT的相互作用。

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Gibco--
胎牛血清----
青霉素/链霉素----
DMEM/F12培养基Gibco--
表皮生长因子PeproTechAF 10015
碱性成纤维细胞生长因子PeproTech10018 B
B27添加剂Gibco17504044
非贴壁6孔板Corning3471
RIPA裂解液----
蛋白酶抑制剂----
磷酸酶抑制剂----
PVDF膜----
Odyssey红外成像系统LI-COR--
GAPDH抗体Proteintech60004-1-1g
FAK抗体Proteintech12636-1-AP
CD133抗体Proteintech18470-1-AP
CD44抗体Proteintech15675-1-AP
Nanog抗体Proteintech14295-1-AP
Sox2抗体Proteintech66411-1-1g
c-Myc抗体Proteintech10828-1-AP
磷酸化AKT (Ser473)抗体Cell Signaling Technology4060
AKT抗体Cell Signaling Technology4691
磷酸化FAK (Tyr397)抗体Signalway Antibody11215
OCT4抗体WanleibioWL02020
IRDye 680RD羊抗兔二抗LI-COR926-68071
IRDye 680RD羊抗小鼠二抗LI-COR925-68070
CCK-8试剂盒日本同仁5007
酶标仪BioTekELX800
PF-562271Selleck--
MK-2206 2HClSelleck--
甲醇----
过氧化氢----
正常山羊血清----
生物素化二抗----
亲和素/生物素复合物----
DAB显色液----
Image Pro Plus图像分析软件----
Protein A/G琼脂糖珠Pierce78609
非免疫血清----
兔抗IgG----
2x上样缓冲液----
增强化学发光试剂Pierce--
医用X光胶片----
RNA提取试剂盒TIANGEN--
逆转录试剂盒TaKaRa--
SYBR Green预混液Roche--
实时荧光定量PCR仪ABI--
GAPDH引物TaKaRa--
FAK引物TaKaRa--
慢病毒-FAK-EGFP-miR上海R&S生物技术有限公司--
慢病毒-EGFP-miR(对照)上海R&S生物技术有限公司--
尼康显微镜软件Nikon--
SPSS 20.0IBM--

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
细胞系选择
HT29和RKO细胞系;其他细胞系(HCT116、SW480、SW620)也有检测
阅读提示:见Materials and methods: Cell culture and transfection; Results: 第一部分
抑制剂处理
MK-2206 2HCl浓度25 μM,处理24小时;PF-562271浓度5 μM,处理24小时
阅读提示:见Materials and methods: Cell viability; Results: 关于抑制剂的部分
FAK敲低
Lenti-FAK-EGFP-miR转染RKO细胞,MOI=30;对照Lenti-EGFP-miR
阅读提示:见Materials and methods: Cell culture and transfection
球体形成实验
细胞接种密度1×10^3/孔,非贴壁6孔板,培养7天,计数直径>75 μm的球体
阅读提示:见Materials and methods: Spheroid formation assay
Western blot
抗体稀释比例:GAPDH 1:2000, FAK 1:2000, CD133 1:1000, CD44 1:2000, Nanog 1:2000, Sox2 1:2000, c-Myc 1:1000, p-AKT 1:1000, AKT 1:1000, FAK pY397 1:1000, OCT4 1:1000;二抗1:10000
阅读提示:见Materials and methods: Western blotting analysis
划痕愈合实验
细胞铺板至80-90%汇合度,划痕,0h和24h观察迁移距离
阅读提示:见Materials and methods: Wound healing assay
免疫共沉淀
使用10 μg抗FAK抗体,Protein G Sepharose,IgG对照
阅读提示:见Materials and methods: Co-Immunoprecipitation