丙型肝炎病毒核心蛋白和非结构蛋白4B对Wnt/β-catenin信号通路的影响

Effects of hepatitis C virus core protein and nonstructural protein 4B on the Wnt/β-catenin pathway.

作者信息Xiao-Hua Jiang, Yu-Tao Xie, Ya-Ping Cai, Jing Ren, Tao Ma
PMID28545480
发布时间2017-05-25
DOI10.1186/s12866-017-1032-4

实验完整度

包含体外细胞模型(Huh7、LO2)的稳定转染、双荧光素酶报告、免疫荧光、qPCR、Western blot、MTT、克隆形成、细胞周期等多层级功能与机制验证。

主要模型

Huh7肝癌细胞系 LO2正常肝细胞系 稳定表达HCV Core、NS4B或mkate2的Huh7和LO2细胞系

重点核对

HCV Core和NS4B基因来源于HCV 1b型患者血清,克隆至pLenti6.3载体 MOI=50感染Huh7和LO2细胞,分别用3 μg/mL和2 μg/mL blasticidin筛选 Wnt3a刺激浓度:100 ng/mL和200 ng/mL,处理24小时 双荧光素酶报告实验转染pTOPFLASH/pFOPFLASH和pRL-TK 细胞增殖检测:MTT、克隆形成和细胞周期分析

摘要

背景:丙型肝炎病毒(HCV)核心蛋白和非结构蛋白4B(NS4B)具有潜在的致癌性。Wnt/β-catenin信号通路的异常激活与肝癌的发生密切相关。我们研究了HCV 1b型核心蛋白和NS4B对多种肝细胞中Wnt/β-catenin信号的影响,并探讨了HCV相关肝癌发生的分子机制。结果:与空载体对照相比,HCV核心蛋白和NS4B在Huh7细胞中表现出以下特征:显著增强β-catenin/Tcf依赖性转录活性(F = 40.87, P < 0.01);增加β-catenin的核转位(F = 165.26, P < 0.01);上调核β-catenin、胞质β-catenin、Wnt1、c-myc和cyclin D1蛋白表达(P < 0.01);并促进Huh7细胞增殖(P < 0.01或P < 0.05)。两种蛋白在LO2细胞中均未增强β-catenin/Tcf依赖性转录活性(F = 0.65, P > 0.05),但它们显著增强了Wnt3a诱导的β-catenin/Tcf依赖性转录活性(F = 64.25, P < 0.01),并促进了β-catenin的核转位(F = 66.54, P < 0.01)和Wnt3a诱导的LO2细胞增殖(P < 0.01或P < 0.05)。此外,核心蛋白对Wnt/β-catenin信号通路的激活作用大于NS4B(P < 0.01或P < 0.05)。结论:HCV核心蛋白和NS4B在Huh7细胞和Wnt3a诱导的LO2细胞中直接激活Wnt/β-catenin信号通路。这些数据表明,HCV核心蛋白和NS4B有助于HCV相关的肝细胞癌发生。

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
HCV核心蛋白和NS4B是否激活Wnt/β-catenin信号通路,从而促进HCV相关肝癌发生?
核心机制
HCV核心蛋白和NS4B在Huh7细胞中直接激活Wnt/β-catenin信号通路,促进β-catenin核转位及下游靶基因表达;在LO2细胞中单独不激活,但增强Wnt3a诱导的激活,提示其可能部分促进HCV相关肝癌发生。
主要证据
在Huh7细胞中,核心蛋白和NS4B增强β-catenin/Tcf转录活性、促进β-catenin核转位、上调Wnt1、c-myc和cyclin D1蛋白表达并促进增殖;在LO2细胞中,需Wnt3a诱导才增强转录活性和核转位。
研究意义
研究阐明HCV核心蛋白和NS4B在肝癌发生中的潜在作用,为HCV相关肝癌的防治策略提供新思路。

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

构建稳定表达HCV Core和NS4B的细胞系

获得稳定表达HCV Core和NS4B的Huh7和LO2细胞模型,用于后续功能研究。

将HCV Core和NS4B基因克隆至pLenti6.3载体,与包装质粒共转染293FT细胞产生慢病毒,感染Huh7和LO2细胞,用blasticidin筛选稳定细胞系。

2

检测β-catenin/Tcf转录活性

评估HCV Core和NS4B对β-catenin/Tcf依赖性转录活性的影响。

使用双荧光素酶报告基因系统,转染pTOPFLASH/pFOPFLASH和pRL-TK,检测相对荧光素酶活性。

3

检测β-catenin核转位

观察HCV Core和NS4B对β-catenin亚细胞定位的影响。

通过间接免疫荧光染色,使用β-catenin抗体和荧光标记二抗,结合DAPI染色,统计β-catenin核阳性细胞比例。

4

检测蛋白和mRNA表达

检测HCV Core和NS4B对β-catenin及其靶基因表达的影响。

使用Western blot检测核/胞质β-catenin、Wnt1、c-myc、cyclin D1蛋白表达,使用real-time qPCR检测mRNA表达。

5

检测细胞增殖能力

评估HCV Core和NS4B对肝细胞增殖的影响。

进行MTT实验、平板克隆形成实验和细胞周期分析。

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
RPMI 1640培养基Gibco--
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清文中未明确说明--
非必需氨基酸Gibco--
L-谷氨酰胺Gibco--
杀稻瘟菌素文中未明确说明--
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
pTOPFLASH质粒Upstate Biotechnology--
pFOPFLASH质粒Upstate Biotechnology--
pRL-TK质粒Promega--
双荧光素酶报告检测系统Promega--
Wnt3a重组蛋白R&D Systems--
磷酸盐缓冲液上海生工--
Triton X-100Amresco--
牛血清白蛋白Genview--
β-catenin抗体Abcamab16051
CF 488A标记二抗Sigma-AldrichSAB4600045
DAPI碧云天--
荧光显微镜Olympus--
TRIzol试剂Invitrogen--
SuperScript III第一链合成系统Invitrogen--
SYBR Green文中未明确说明--
Taq DNA聚合酶文中未明确说明--
7500 Fast实时荧光定量PCR仪Applied Biosystems--
RIPA裂解液碧云天--
NE-PER核/胞质提取试剂盒Thermo Scientific Pierce--
Bradford蛋白定量试剂盒碧云天--
PVDF膜Bio-Rad--
脱脂奶粉碧云天--
Tween-20Sigma-Aldrich--
抗HCV核心蛋白抗体Abcamab2740
抗HCV NS4B抗体Abcamab24283
抗β-catenin抗体Abcamab16051
抗Wnt1抗体Santa Cruz Biotechnologysc-6266
β-actin抗体Santa Cruz Biotechnologysc-47778
GAPDH抗体碧云天AF0006
抗c-myc抗体Biossbs-4963R
抗cyclin D1抗体Biossbs-0623R
抗β-tubulin抗体Biossbs-0210R
抗核仁磷酸蛋白抗体Biossbs-4757R
HRP标记的山羊抗兔IgG碧云天A0208
HRP标记的山羊抗小鼠IgG碧云天A0216
HRP标记的驴抗山羊IgG碧云天A0181
BeyoECL Plus增强化学发光试剂盒碧云天--
Alpha Imager凝胶成像系统Alpha Innotech--
MTT试剂碧云天--
甲臜裂解液文中未明确说明--
胰蛋白酶Gibco--
甲醇国药集团--
吉姆萨染液国药集团--
乙醇国药集团--
RNase ASigma-Aldrich--
碘化丙啶Becton Dickinson--
BD FACSCalibur流式细胞仪Becton Dickinson--
SPSS 16.0SPSS--

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
细胞系来源(LO2和Huh7均来自ATCC),培养基和添加物(10% FBS,LO2用RPMI 1640,Huh7用DMEM),培养条件(37°C,5% CO2)
阅读提示:Methods - Cell culture
稳定细胞系构建
慢病毒包装系统(pLenti6.3载体,包装质粒pLP1, pLP2, pLP/VSVG),感染MOI=50,筛选浓度(Huh7 3 μg/mL,LO2 2 μg/mL blasticidin)
阅读提示:Methods - Construction of lentiviral vectors and Establishment of stable cell lines
双荧光素酶报告实验
细胞接种密度(5.0×10^5/孔),质粒用量(pTOPFLASH/pFOPFLASH 1.8 μg,pRL-TK 0.2 μg),转染试剂(Lipofectamine 2000),检测时间(转染后48小时),LO2需Wnt3a处理(100或200 ng/mL,24小时)
阅读提示:Methods - Dual-luciferase reporter assay
免疫荧光检测β-catenin核转位
细胞密度(2000细胞/35mm皿),Wnt3a处理(100或200 ng/mL,24小时),抗体稀释(β-catenin 1:100,二抗1:50),计数细胞(至少200个)
阅读提示:Methods - Indirect immunofluorescence
细胞增殖检测
MTT(2000细胞/孔,连续5天测定),克隆形成(细胞密度1.0×10^4/mL,培养2周),细胞周期分析(细胞同步化、PI染色)
阅读提示:Methods - MTT assay, Plate clone assay, Cell cycle analysis