CTI-2通过调节MAPK信号通路抑制乳腺癌细胞的转移和上皮-间质转化

CTI-2 Inhibits Metastasis and Epithelial-Mesenchymal Transition of Breast Cancer Cells by Modulating MAPK Signaling Pathway.

作者信息Junfeng Ke, Wenzhao Han, Fanwei Meng, Feng Guo, Yuhong Wang, Liping Wang
PMID34830111
发布时间2021-11-12
DOI10.3390/ijms222212229

实验完整度

体外迁移实验(划痕、Transwell)、分子机制验证(qRT-PCR、Western blot、免疫荧光、RNA-seq)及体内转移模型(尾静脉注射、H&E染色)多个独立证据层级。

主要模型

MDA-MB-231细胞系 MCF-7细胞系 BALB/c裸鼠尾静脉转移模型

重点核对

CTI-2浓度0 μM、12.5 μM、25 μM对细胞迁移的影响(划痕实验和Transwell实验) CTI-2浓度25 μM处理24小时对EMT标志物表达的影响(qRT-PCR和Western blot) CTI-2浓度0 mg/kg、5 mg/kg、25 mg/kg腹腔注射,隔天一次,共两周对肺转移的影响 MAPK通路蛋白磷酸化水平检测(p-ERK、p-p38、p-JNK)

摘要

尽管一些乳腺癌患者死于肿瘤转移而非原发肿瘤,但转移的分子机制仍不清楚。因此,在癌症治疗中有必要抑制乳腺癌转移。在这种情况下,经过设计和合成CTI-2后,我们发现CTI-2处理在体内和体外均显著减少了乳腺癌细胞的转移。值得注意的是,用CTI-2处理乳腺癌细胞后,E-钙粘蛋白的表达水平升高,而N-钙粘蛋白和波形蛋白的表达水平降低。此外,经CTI-2处理后,p-ERK、p-p38和p-JNK的流出水平降低,而ERK、JNK或p38的表达水平无显著变化。我们的结论表明,CTI-2通过抑制丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路的激活来抑制乳腺癌细胞的上皮-间质转化(EMT),从而抑制乳腺肿瘤细胞的转移。因此,我们认为CTI-2是乳腺肿瘤药物治疗的另一个候选药物。

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
CTI-2是否抑制乳腺癌细胞转移及其分子机制是什么?
核心机制
CTI-2通过抑制MAPK信号通路的激活(降低p-ERK、p-p38、p-JNK水平),进而抑制乳腺癌细胞的上皮-间质转化(EMT),最终抑制转移。
主要证据
体外划痕和Transwell实验显示CTI-2抑制MDA-MB-231和MCF-7细胞迁移;Western blot和qRT-PCR显示E-cadherin上调,N-cadherin和vimentin下调;Western blot显示p-ERK、p-p38、p-JNK下调;体内尾静脉注射模型显示CTI-2减少肺转移结节。
研究意义
CTI-2可能作为乳腺肿瘤药物治疗的候选药物,且与其他疗法联用可能显示更好的治疗效果。

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

CTI-2合成与细胞活性检测

验证CTI-2对乳腺癌细胞活力的影响

通过MTT实验检测不同浓度CTI-2(0、12.5、25、50、100、200 μM)处理乳腺癌细胞24小时后的细胞活力。

2

迁移能力评估

验证CTI-2对乳腺癌细胞迁移的影响

通过划痕实验和Transwell实验检测CTI-2处理后乳腺癌细胞的迁移能力。

3

EMT标志物检测

验证CTI-2对乳腺癌细胞EMT过程的影响

通过qRT-PCR、Western blot和免疫荧光检测E-cadherin、N-cadherin和vimentin的表达水平。

4

转录组测序分析

探索CTI-2影响乳腺癌细胞转移的潜在分子机制

利用RNA-seq分析CTI-2处理组与对照组的基因表达差异,并进行GO和KEGG通路富集分析。

5

MAPK通路验证

验证CTI-2是否通过MAPK通路抑制乳腺癌细胞迁移

通过Western blot检测MAPK通路相关蛋白(ERK、JNK、p38)及其磷酸化水平(p-ERK、p-JNK、p-p38)的变化。

6

体内转移模型验证

验证CTI-2在体内对乳腺癌细胞肺转移的抑制作用

通过尾静脉注射MDA-MB-231细胞建立转移模型,腹腔注射CTI-2,观察肺转移结节数目和肺重,并进行H&E染色。

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
BCA蛋白检测试剂盒Dalian Meilun Biotechnology--
E-钙粘蛋白抗体Signalway Antibody40860
N-钙粘蛋白抗体BimakeA5598
波形蛋白抗体BimakeA5862
磷酸化ERK1+2抗体Biossbs-1522R
磷酸化JNK1+2+3抗体Biossbs-1640R
磷酸化p38 MAPK抗体Biossbs-0636R
ERK1+ERK2抗体Biossbs-2637R
JNK1+JNK2+JNK3抗体Biossbs-2592R
p38 MAPK抗体Biossbs-0637R
GAPDH抗体BioworldAP0066
山羊抗兔IgG(H+L)/HRPBiossbs-40295G-HRP
山羊抗兔IgG(H&L)-Alexa Fluor 488ImmunoWay--
DMEM培养基Meilunbio--
胎牛血清Kang Yuan Biology--
MTT细胞增殖与细胞毒性检测试剂盒Solarbio Life Sciences--
荧光显微镜Olympus Corporation--
Transwell小室板Corning--
TriQuick试剂Solarbio Life Sciences--
RT预混液ABM--
SYBR® PCR试剂盒Bimake--
RIPA裂解液Solarbio Life Sciences--
PVDF膜Merck--
脱脂奶粉BD--
ECL化学发光试剂Meilunbio--
Tanon 5200成像系统Tanon Science & Technology Co., Ltd.--
DAPI荧光染料Solarbio Life Sciences--
LSM-710倒置荧光显微镜ZEISS--
cDNA-PCR测序试剂盒(SQK-PCS109)Oxford Nanopore TechnologiesSQK-PCS109
LongAmp Tag聚合酶NEB--
T4 DNA连接酶NEB--
Agencourt XP磁珠----
FLO-MIN109流动槽----
组织固定液Meilunbio--

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
细胞来源:实验室保存;培养基:DMEM+10%FBS;培养条件:5%CO2, 37°C
阅读提示:详见4.2 Cell Line and Cell Culture
MTT实验
细胞接种密度:5×10^3 cells/well;CTI-2浓度:0-200 μM;处理时间:24小时
阅读提示:详见4.3 MTT Assay
划痕实验
细胞接种密度:5×10^5 cells/well;CTI-2浓度:0, 12.5, 25 μM;处理时间:24小时
阅读提示:详见4.4 Wound Healing Assay
Transwell实验
细胞接种密度:5×10^4 cells/well;上室无FBS,下室20%FBS;CTI-2浓度:0, 12.5, 25 μM;处理时间:24小时
阅读提示:详见4.5 Transwell Assay
qRT-PCR
RNA提取试剂:TriQuick;逆转录:RT Master Mix;qPCR:SYBR® PCR kit;引物序列见表S1
阅读提示:详见4.6 Quantitative RT-PCR
Western blot
细胞处理:CTI-2 0或25 μM,24小时;蛋白提取:RIPA;定量:BCA;电泳和转膜;封闭、一抗二抗孵育;ECL显影
阅读提示:详见4.7 Western Blotting
免疫荧光
细胞固定;封闭:5% BSA;一抗和二抗孵育各1小时;DAPI染核;LSM-710显微镜观察
阅读提示:详见4.8 Immunofluorescence
RNA-seq
细胞处理:CTI-2 0或25 μM,24小时;RNA提取;cDNA文库构建;测序平台:PromethION;数据编号:GSE188144
阅读提示:详见4.9 RNA-Sequencing
体内转移实验
动物:BALB/c雌性裸鼠,4-6周龄,每组5只;细胞注射:5×10^6 cells/只尾静脉;给药:CTI-2 0, 5, 25 mg/kg腹腔注射,隔天一次,共两周;检测:肺转移结节数、肺重、H&E染色
阅读提示:详见4.10 In vivo Metastasis Assay