YAP激活保护尿路上皮细胞癌免受治疗诱导的DNA损伤

YAP activation protects urothelial cell carcinoma from treatment-induced DNA damage.

作者信息E Ciamporcero, H Shen, S Ramakrishnan, S Yu Ku, S Chintala, L Shen, R Adelaiye, K M Miles, C Ullio, S Pizzimenti, M Daga, G Azabdaftari, K Attwood, C Johnson, J Zhang, G Barrera, R Pili
PMID26119935
期刊Oncogene
发布时间2016-03-24
DOI10.1038/onc.2015.219

实验完整度

包含患者来源异种移植模型体外和体内实验、基因和药理调控、DNA损伤检测及临床样本验证,功能与机制验证完整

主要模型

RP-B-01和RP-B-02患者来源异种移植模型(PDX)及其衍生细胞 RP-B-02 C-r顺铂耐药PDX模型及细胞 T24人尿路上皮癌细胞系 253J人尿路上皮癌细胞系

重点核对

PDX模型中顺铂给药剂量(5或10 mg/kg,每周一次)和给药周期(2或3周) YAP敲低或过表达使用的慢病毒载体(pGIPZ shRNA或pWPI)及筛选标记(嘌呤霉素) 体外药物处理浓度(顺铂、多柔比星、依托泊苷、维替泊芬)和时间点 体内实验中T24细胞注射数量(5×10^6)和顺铂剂量(6mg/kg,每周一次,共4周) TMA样本中YAP核染色评分标准(0, 1+, 2+, 3+)及高/低分组定义

摘要

目前肌层浸润性尿路上皮细胞癌(UCC)的标准治疗是手术联合围手术期铂类化疗。UCC对基于顺铂的方案敏感,但最终会发生获得性耐药,且部分肿瘤具有内在耐药性。因此,针对化疗耐药性UCC的新治疗策略存在未满足的需求。Yes相关蛋白(YAP)是一种转录共激活因子,与膀胱癌进展和卵巢癌顺铂耐药相关。相反,YAP已被证明在非小细胞肺癌中诱导DNA损伤相关的凋亡。然而,关于YAP在UCC化疗耐药中的作用尚无报道。因此,我们利用最近建立的两个患者来源异种移植模型研究了YAP在UCC对化疗反应中的潜在双重作用。YAP的组成性表达和激活与体外和体内顺铂敏感性呈负相关。YAP过表达保护UCC细胞免受化疗和放疗的影响,而YAP敲低通过增加DNA损伤积累和凋亡使UCC细胞对化疗和放疗敏感。此外,用维替泊芬进行药理学YAP抑制可抑制肿瘤细胞增殖并恢复对顺铂的敏感性。另外,在接受围手术期化疗的UCC患者中,核YAP表达与不良预后相关。总之,这些结果表明YAP激活发挥保护作用,并代表一个药理学靶点,以增强DNA损伤方式在UCC治疗中的抗肿瘤效果。

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
YAP在尿路上皮细胞癌化疗耐药中扮演何种角色,以及是否可作为治疗靶点?
核心机制
YAP激活通过促进DNA损伤修复和抑制凋亡,保护UCC细胞免受顺铂和放疗等DNA损伤性治疗的影响,其下游靶基因(如survivin)可能参与该保护作用。
主要证据
基于PDX模型和细胞实验,YAP敲低增加DNA损伤积累和凋亡,YAP过表达则相反;维替泊芬抑制YAP后恢复顺铂敏感性;临床样本显示核YAP高表达与不良预后相关。
研究意义
YAP可作为UCC化疗反应的预测性生物标志物和潜在的药物治疗靶点,维替泊芬可能作为增敏剂提高现有治疗的效果。

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

建立PDX模型并评估体内顺铂敏感性

验证YAP表达与体内顺铂反应的相关性

将UCC患者肿瘤组织皮下植入SCID小鼠建立RP-B-01和RP-B-02 PDX模型,用不同剂量顺铂(5或10 mg/kg)处理,检测肿瘤生长和YAP表达。

2

建立获得性顺铂耐药PDX模型

模拟临床获得性耐药并分析YAP变化

用RP-B-02肿瘤在体内持续顺铂处理,逐步增加剂量,筛选出耐药肿瘤并传代,检测YAP及其靶基因表达。

3

分离PDX衍生细胞并验证体外敏感性

确认体外细胞模型保留体内敏感性

从PDX肿瘤中分离癌细胞,用顺铂处理,检测细胞存活和凋亡标志物。

4

基因调控YAP表达并检测功能

验证YAP对顺铂敏感性的因果作用

用shRNA敲低YAP或过表达组成性激活形式(S127A),检测细胞死亡、增殖和凋亡标志物。

5

评估YAP敲低对DNA损伤的影响

探究YAP保护作用的机制

用彗星实验和DNA损伤标志物(pATM, pH2A.X)检测YAP敲低细胞对顺铂、多柔比星、依托泊苷和γ射线的响应。

6

体内验证YAP敲低的增敏作用

验证YAP敲低在体内增强顺铂抗肿瘤活性

将T24或T24 YAPsh细胞皮下注射SCID小鼠,用顺铂处理,检测肿瘤重量、增殖和DNA损伤标志物。

7

药理学抑制YAP(维替泊芬)

评估维替泊芬单药及联合顺铂的抗肿瘤效果

用维替泊芬处理UCC细胞,检测细胞死亡和凋亡,并测试联合顺铂的增敏作用。

8

临床样本验证核YAP表达与预后关系

评估YAP作为预后标志物的临床价值

对171例UCC患者的组织芯片进行YAP免疫组化染色,评分并分析核YAP表达与生存期的关联。

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
F培养基----
Y-27632Enzo Life Sciences--
RPMI 1640培养基----
顺铂Sigma-Aldrich--
盐酸多柔比星Sigma-Aldrich--
依托泊苷Sigma-Aldrich--
维替泊芬Sigma-Aldrich--
碘化丙啶Sigma-Aldrich--
RIPA裂解液Sigma-Aldrich--
蛋白酶抑制剂混合物Roche--
磷酸酶抑制剂混合物Roche--
pATM (Ser1981)抗体Abcamab81292
pYAP (Ser127)抗体Abcamab76252
CTGF抗体Biossbs-0743R
Caspase 3抗体Cell Signaling#9662
Cleaved caspase 3 (Asp175)抗体Cell Signaling#9664
GAPDH抗体Cell Signaling#5174
pH2A.X (Ser139)抗体Cell Signaling#9718
PARP抗体Cell Signaling#9542
Cleaved PARP (Asp214)抗体Cell Signaling#9541
β-actin抗体Santa Cruzsc-47778
Survivin抗体Santa Cruzsc-17779
YAP抗体Santa Cruzsc-15407
Ki67抗体Thermo ScientificRM9106S1
α-tubulin抗体Millipore04-1117
聚凝胺----
结晶紫Sigma-Aldrich--
TC10自动细胞计数器Bio-Rad--
Mark I 137Cs γ射线照射器Shepherd--
DAB显色液Dako--

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
PDX模型建立
患者肿瘤样本来源、SCID小鼠品系(6周龄雌性)、植入肿瘤大小(~20 mm3)、样本量
阅读提示:Materials and Methods: Establishment of UCC patient-derived xenograft models (PDXs)
体内药物处理
顺铂剂量(5或10 mg/kg)、给药频率(每周一次)、给药周期(2-4周)、注射方式(腹腔注射)、对照组(0.9% NaCl)
阅读提示:Materials and Methods: In vivo cisplatin studies and establishment of a cisplatin-resistant PDX model; Figure 1 legend
细胞培养
细胞系(RP-B-01, RP-B-02, RP-B-02 C-r, T24, 253J)、培养基组成(F medium, RPMI 1640)、补充因子(如Y-27632)浓度、培养条件(37°C, 5% CO2)
阅读提示:Materials and Methods: Cell isolation and culture
慢病毒感染与筛选
慢病毒载体(pGIPZ-shYAP, pWPI-YAP S127A)、病毒滴度、感染条件(polybrene 8μg/ml)、选择标记(puromycin浓度未明确)
阅读提示:Materials and Methods: RNA interference and expression plasmids
体外药物处理
药物浓度(顺铂、多柔比星、依托泊苷、维替泊芬)及处理时间点(如48小时)、溶剂(PBS, DMSO)
阅读提示:Materials and Methods: In vitro cell assays
Western blot
细胞裂解液(RIPA buffer)、抗体稀释比例(未明确)、蛋白上样量(未明确)、内参(GAPDH, α-tubulin)
阅读提示:Materials and Methods: Western blot analysis
彗星实验
细胞处理条件、裂解液成分、电泳条件、定量方法(尾长)及时间点
阅读提示:Materials and Methods: Comet assay
免疫组化
抗原修复缓冲液(10 mM柠檬酸钠pH 6.0)、过氧化物酶淬灭(3% H2O2)、封闭液(1% BSA)、一抗孵育条件(4°C过夜)、二抗和显色(DAB)
阅读提示:Materials and Methods: Histology and immunohistochemistry
临床样本分析
TMA样本数(171例)、化疗暴露情况(42例)、YAP评分标准(0-3+)、生存期定义(OS, RFS)及统计方法(Kaplan-Meier, Cox)
阅读提示:Materials and Methods: Human UCC tissue microarray (TMA); Statistical analysis