deltaNp63阳性CD44v阳性细胞在N-亚硝基-三氯乙基脲诱导的外周型小鼠肺鳞状细胞癌发展中的作用

Role of deltaNp63(pos)CD44v(pos) cells in the development of N-nitroso-tris-chloroethylurea-induced peripheral-type mouse lung squamous cell carcinomas.

作者信息Shotaro Yamano, Min Gi, Yoshiyuki Tago, Kenichiro Doi, Satoshi Okada, Yukiyoshi Hirayama, Hirokazu Tachibana, Naomi Ishii, Masaki Fujioka, Kumiko Tatsumi, Hideki Wanibuchi
PMID26663681
发布时间2016-02
DOI10.1111/cas.12855

实验完整度

包含动物模型、组织病理学和免疫组化分析,但缺乏功能验证和机制验证实验。

主要模型

雌性A/J小鼠NTCU诱导肺鳞状细胞癌模型 非典型细支气管增生、鳞状化生、鳞状异型增生和pLSCC病变组织

重点核对

NTCU浓度0.013 M,溶剂丙酮,每次75 μL,每周两次(间隔3天),涂抹于背部皮肤,持续16或20周 雌性A/J小鼠,6周龄开始处理,对照组为丙酮处理 pLSCC分级为外周型或中央型,根据WHO分类分为高、中、低分化 免疫组化使用抗体包括CC10、CK5/6、deltaNp63、CD44v9等,具体稀释比例见方法 统计方法包括Student's t检验、Welch's t检验和Fisher精确检验,P<0.05为显著

摘要

表达干细胞标志物deltaNp63和CD44v的细胞在外周型肺鳞状细胞癌(pLSCC)发生中的作用尚未阐明。对雌性A/J小鼠进行N-亚硝基-三氯乙基脲(NTCU)局部涂抹以诱导pLSCC,并检查NTCU诱导的肺部病变的组织病理学和分子特征。组织病理学上,在处理小鼠中发现了非典型细支气管增生、鳞状化生、鳞状异型增生和pLSCC。此外,我们确定了deltaNp63阳性CD44v阳性CK5/6阳性CC10阳性克拉拉细胞是早期癌前非典型细支气管增生的关键组成部分。此外,deltaNp63阳性CD44v阳性细胞存在于非典型细支气管增生、鳞状化生、鳞状异型增生和pLSCC的整个过程中。总的来说,我们的研究结果表明NTCU通过非典型细支气管增生-化生-异型增生-鳞状细胞癌序列在小鼠肺细支气管中诱导pLSCC。值得注意的是,Ki67阳性的deltaNp63阳性CD44v阳性癌细胞、过表达磷酸化表皮生长因子受体和信号转导与转录激活因子3的癌细胞以及肿瘤相关巨噬细胞在pLSCC外周区域的数量远多于中央区域。这些发现表明,小鼠肺细支气管中的deltaNp63阳性CD44v阳性克拉拉细胞可能是NTCU诱导的pLSCC的起源。我们的发现还表明,肿瘤相关巨噬细胞可能通过激活表皮生长因子受体信号通路,在pLSCC外周区域创造允许deltaNp63阳性CD44v阳性癌细胞扩增的肿瘤微环境,并通过激活信号转导与转录激活因子3信号通路发挥免疫抑制作用。

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
表达干细胞标志物deltaNp63和CD44v的细胞在外周型肺鳞状细胞癌发生和发展中的作用是什么?
核心机制
deltaNp63阳性CD44v阳性CK5/6阳性CC10阳性克拉拉细胞可能通过非典型细支气管增生-化生-异型增生-鳞状细胞癌序列成为pLSCC的起源;肿瘤相关巨噬细胞通过激活EGFR和STAT3信号通路促进deltaNp63阳性CD44v阳性癌细胞在外周区域的扩增和免疫抑制。
主要证据
通过NTCU诱导的小鼠模型,组织病理学观察和免疫组化染色显示deltaNp63阳性CD44v阳性细胞存在于各阶段病变中,且Ki67、pEGFR和pSTAT3在外周区域高表达。
研究意义
该模型有助于理解人类pLSCC的发病机制,并提示deltaNp63和CD44v可能作为治疗靶点,但需进一步研究。

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

NTCU诱导小鼠肺鳞状细胞癌模型

建立外周型肺鳞状细胞癌小鼠模型,模拟人类pLSCC的发生过程。

雌性A/J小鼠背部皮肤涂抹NTCU(0.013 M,75 μL,每周两次)16或20周,对照组涂抹丙酮。在16、20、24周处死小鼠,取肺组织进行组织病理学分析。

2

组织病理学分析

鉴定NTCU诱导的肺部病变类型,并评估其随时间的变化。

对肺组织切片进行H&E染色,评分鳞状化生、鳞状异型增生和SCC的发生率和数量,并根据WHO分类确定SCC的分化程度和位置(外周型或中央型)。

3

免疫组化分析标记物表达

确定病变中deltaNp63、CD44v、CK5/6、CC10等标记物的表达和共定位,以探讨细胞起源。

使用免疫组化和免疫荧光染色检测CC10、CK5/6、deltaNp63、CD44v等标记物在正常肺和病变组织中的表达,并进行三重染色观察共定位。

4

分析癌细胞增殖和信号通路

评估deltaNp63阳性CD44v阳性癌细胞在外周区域的增殖活性及相关信号通路激活。

通过免疫组化检测Ki67、EGFR、pEGFR、pSTAT3等蛋白表达,比较pLSCC外周和中央区域的阳性指数;检测PI3K/mTOR、NFE2L2/KEAP1、CDKN2A/RB1通路相关蛋白表达。

5

肿瘤相关巨噬细胞分析

检测TAM在pLSCC中的分布及其与EGFR/STAT3信号的关系。

使用TAM标记物CD163L1、CD68、CD204进行免疫组化染色,计数外周和中央区域的阳性细胞;同时检测EGFR、pEGFR和pSTAT3的表达。

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
N-亚硝基-三氯乙基脲Toronto Research Chemicals--
Vectastain Elite ABC试剂盒Vector Laboratories--
Alexa Fluor 350、488或594偶联二抗Invitrogen--
DAPIVector Laboratories--
CC10抗体Santa Cruz Biotechnologysc-9772
CK5/6抗体MilliporeMAB1620
deltaNp63抗体Santa Cruz Biotechnologysc-8609
CD44v9抗体----
CD163L1抗体Abcamab126756
CD68抗体Abcamab3163
CD204抗体Biossbs-6763R
EGFR抗体Epitomics1114-1
磷酸化EGFR抗体Epitomics1727-1
磷酸化STAT3抗体Cell Signaling Technology9145
PI3K抗体Cell Signaling Technology4249
磷酸化mTOR抗体Cell Signaling Technology5536
磷酸化PDK1抗体Cell Signaling Technology3438
磷酸化4EBP1抗体Cell Signaling Technology9459
磷酸化p70S6K抗体Cell Signaling Technology9204
HIF-1α抗体NovusNB100-105
Nrf2抗体Abcamab137550
CDKN2A/p16 INK4A抗体LSBioLS-B1347/22048
p38α抗体Cell Signaling Technology8690
磷酸化p38α抗体Cell Signaling Technology4511
LSH抗体MilliporeABD41
Trim29抗体ProteinTech17542-1-AP
奥林巴斯BX51显微镜Olympus--
DP72数码相机Olympus--
cellSens EntryOlympus--
GraphPad Prism 5GraphPad 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
动物处理和NTCU诱导
小鼠周龄(6周)、性别(雌性)、NTCU浓度(0.013 M)、溶剂(丙酮)、剂量(75 μL)、频率(每周两次)、持续时间(16或20周)
阅读提示:Materials and Methods: Animals and experimental design
组织病理学分析
切片厚度(2 μm)、染色方法(H&E)、病变评分标准(鳞状化生、异型增生、SCC)、分化程度分类(根据WHO)
阅读提示:Materials and Methods: Histopathological analysis
免疫组织化学
抗体列表及稀释比例、抗原修复方法(未明确说明)、检测系统(Vectastain Elite ABC kit)、图像采集设备
阅读提示:Materials and Methods: Immunohistochemical studies
统计方法
统计检验(t检验、Welch检验、Fisher精确检验)、显著性水平(P<0.05)、数据表示(mean±SD)
阅读提示:Materials and Methods: Statistical analysis