条件性删除ELL2诱导小鼠前列腺上皮内瘤变

Conditional deletion of ELL2 induces murine prostate intraepithelial neoplasia.

作者信息Laura E Pascal, Khalid Z Masoodi, June Liu, Xiaonan Qiu, Qiong Song, Yujuan Wang, Yachen Zang, Tiejun Yang, Yao Wang, Lora H Rigatti, Uma Chandran, Leandro M Colli, Ricardo Z N Vencio, Yi Lu, Jian Zhang, Zhou Wang
PMID28870994
发布时间2017-11
DOI10.1530/JOE-17-0112

实验完整度

高

包含基因敲除小鼠模型、组织病理学分析、免疫组化、微阵列及qPCR验证、细胞实验(siRNA敲低和雄激素处理)以及癌症基因组学数据分析等多个证据层级。

主要模型

ELL2条件性敲除小鼠(Ell2-cko) C4-2前列腺癌细胞系 LNCaP前列腺癌细胞系

重点核对

ELL2条件性敲除小鼠的基因型(通过PCR确认) 小鼠年龄(17-20个月龄) 野生型与Ell2-cko小鼠的比较 Ki-67增殖标记检测 CD31微血管密度检测

摘要

延伸因子,RNA聚合酶II,2(ELL2)是一种RNA Pol II延伸因子,其功能特性与ELL相似,可相互作用于前列腺肿瘤抑制因子EAF2。在前列腺中,ELL2是一个雄激素反应基因,在前列腺增生(BPH)中上调。我们最近发现,ELL2缺失可增强前列腺癌细胞的增殖和迁移,并且ELL2基因表达在高Gleason评分的前列腺癌标本中下调。在此,小鼠模型中前列腺特异性缺失ELL2揭示了ELL2在体内可能作为前列腺肿瘤抑制因子的作用。Ell2敲除小鼠表现出前列腺缺陷,包括上皮增殖增加、血管增加和PIN病变,类似于先前确定的Eaf2敲除小鼠的前列腺表型。对C57BL/6J背景下3月龄Ell2敲除和野生型小鼠的前列腺进行微阵列分析,并在17月龄时进行qPCR验证,揭示了大量与增殖、细胞运动以及上皮和神经分化相关的差异表达基因。OncoPrint分析确定了来自癌症基因组图谱(TCGA)数据门户的前列腺腺癌病例中同时下调或缺失。这些结果表明,ELL2及其通路基因可能在前列腺癌的发展和进展中发挥重要作用。

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
ELL2在前列腺中的功能及其在肿瘤发生中的作用是什么?
核心机制
ELL2缺失导致HIF1α表达增加,可能与EAF2和ELL的功能重叠有关,从而调节前列腺血管生成和细胞增殖。
主要证据
ELL2敲除小鼠表现出前列腺上皮增生、mPIN、微血管密度增加;微阵列和qPCR显示多个基因表达改变;C4-2细胞中ELL2敲低增加HIF1α蛋白水平。
研究意义
ELL2可能作为前列腺肿瘤抑制因子,其缺失促进前列腺癌的发生和发展,为前列腺癌的机制研究提供基础。

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

生成条件性ELL2敲除小鼠

研究ELL2在前列腺中的功能作用

通过将Ell2loxp/loxp小鼠与probasin-Cre4小鼠杂交,获得前列腺上皮细胞特异性ELL2敲除小鼠,并通过PCR确认基因型。

2

组织病理学分析

评估ELL2缺失对前列腺组织学的影响

对17-20个月龄雄性小鼠的前列腺进行固定、切片、HE染色,并由病理学家盲法评估上皮增生、间质增生和mPIN。

3

增殖和血管密度检测

评估ELL2缺失对细胞增殖和血管生成的影响

通过Ki-67免疫组化评估上皮细胞增殖,通过CD31免疫组化评估微血管密度。

4

基因表达分析

识别ELL2缺失引起的基因表达改变

对3个月龄小鼠前列腺进行cDNA微阵列分析,并用17个月龄小鼠前列腺进行qPCR验证。

5

细胞实验

验证ELL2缺失对细胞增殖和蛋白表达的影响

在LNCaP细胞中敲低ELL2检测增殖,在C4-2细胞中检测R1881对ELL2表达的影响以及ELL2敲低对HIF1α蛋白水平的影响。

6

癌症基因组学数据分析

评估ELL2及其靶基因在患者中的改变频率

利用cBioPortal分析两个前列腺癌数据集(神经内分泌和TCGA)中ELL2及其潜在靶基因的改变。

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
pBluescript II SK质粒载体----
T3 RNA聚合酶Promega Corp.--
T7 RNA聚合酶Promega Corp.--
TRIzol试剂Invitrogen--
Agilent 2100生物分析仪Agilent--
小鼠基因组430 2.0基因芯片Affymetrix Inc.--
RNeasy小提试剂盒Qiagen--
SYBR Green/ROXThermo Scientific--
Applied Biosystems StepOne™Plus™实时荧光定量PCR系统Applied Biosystems--
RPMI 1640培养基Corning cellgro10-040-CV
胎牛血清Atlanta BiologicalsS11150
R1881----
蛋白酶抑制剂混合物Sigma--
抗ELL2抗体Bethyl Laboratories, Inc.A302-505A
HIF1α抗体BD Transduction Laboratories610959
抗GAPDH抗体Santa Cruz Biotechnologysc25778
siELL2Integrated DNA Technologies--
siEAF2Integrated DNA Technologies--
siSCR(对照siRNA-A)Santa Cruzsc-37007
DharmaFECT™转染试剂GE Healthcare--
抗ELL2抗体Bioss Antibodiesbs-6993R
抗Ki-67抗体DakoM7249
抗CD31抗体BD Biosciences550274
徕卡DM LB显微镜Leica Microsystems Inc.--
QImaging MicroPublisher 3.3 RTV相机QImaging--
Aperio ScanScope CS扫描仪Aperio--
Aperio ImageScope软件Aperio Technologies, Inc.--
Photoshop CSAdobe Systems--
GraphPad Prism 4GraphPad Software--

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
基因敲除小鼠生成
Ell2loxp/loxp小鼠与probasin-Cre4小鼠的杂交;基因型通过PCR验证;小鼠背景C57BL/6J
阅读提示:Methods部分-生成前列腺特异性ELL2缺失小鼠
组织病理学分析
小鼠年龄:17-20个月;组织固定于10%福尔马林;切片厚度5μm;HE染色
阅读提示:Methods部分-组织病理学分析
增殖和血管密度检测
Ki-67免疫组化;CD31免疫组化;小鼠数量(至少6只/组);视野数量(至少20个)
阅读提示:Methods部分-免疫组化
基因表达分析
3个月龄小鼠各6只用于微阵列;17个月龄WT n=5,Ell2-cko n=3用于qPCR;内参基因GAPDH
阅读提示:Methods部分-组织制备和微阵列杂交,基因表达验证
细胞实验
LNCaP和C4-2细胞培养条件;R1881浓度范围;siRNA敲低条件
阅读提示:Methods部分-细胞培养实验