癌细胞来源的血管性血友病因子促进胃腺癌转移

Cancer cell-derived von Willebrand factor enhanced metastasis of gastric adenocarcinoma.

作者信息Ai-Jun Yang, Min Wang, Yan Wang, Wei Cai, Qiang Li, Ting-Ting Zhao, Li-Han Zhang, Katie Houck, Xu Chen, Yan-Ling Jin, Ji-Ying Mu, Jing-Fei Dong, Min Li
PMID29362409
发布时间2018-01-24
DOI10.1038/s41389-017-0023-5

实验完整度

研究包含患者样本分析、细胞实验、体外功能验证(聚集、粘附)、siRNA/抗体阻断及小鼠体内转移模型等多个独立证据层级,并进行机制验证。

主要模型

胃癌细胞系BGC823 胃癌细胞系MKN45 NOD/SCID小鼠尾静脉注射模型 HUVEC内皮细胞

重点核对

vWF在胃癌细胞中的表达和分泌 vWF介导的癌细胞聚集、与血小板及内皮细胞的粘附 vWF过表达增强BGC823细胞的粘附性 vWF抗体或siRNA对转移的阻断作用

摘要

血源性转移的癌症患者预后不良。已知血小板协助癌细胞穿过内皮细胞,但介导血小板促进癌症转移的配体仍不清楚。血管性血友病因子(vWF)是主要的血小板配体,已被广泛用作癌症和相关炎症的生物标志物。然而,其在癌症生长和转移中的功能作用在很大程度上未知。在此,我们报告胃癌患者和两个成熟胃癌细胞系的细胞表达vWF并将其分泌到循环中,随后迅速成为细胞结合型,介导癌细胞聚集以及与血小板和内皮细胞的相互作用。vWF介导的同型和异型细胞间相互作用促进过表达vWF的胃癌BGC823细胞在小鼠模型中的肺移植。vWF的促转移活性可被针对vWF及其血小板受体GP Ibα的抗体阻断,也可被抑制vWF表达的抑制性siRNA减弱。这些发现证明了癌细胞来源的vWF在介导胃癌转移中的因果作用,并确定vWF为新的治疗靶点。

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
癌细胞来源的vWF是否在胃癌转移中发挥因果作用?
核心机制
vWF通过介导癌细胞同型聚集和与血小板(通过GP Ibα)及内皮细胞(通过整合素和CD62p)的异型相互作用,促进血源性转移。
主要证据
患者样本显示vWF在胃癌细胞中高表达;体外实验证明vWF介导细胞聚集和粘附;小鼠模型中vWF过表达增强肺转移,而vWF抗体或siRNA阻断转移。
研究意义
vWF不仅是生物标志物,也是胃癌转移的介导者,可作为新的治疗靶点。

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

检测vWF在患者血浆和组织中的表达水平

评估胃癌患者血浆vWF水平及组织中vWF表达与临床特征的关系

收集110例患者血浆和组织样本,通过ELISA检测血浆vWF抗原水平,免疫组化检测组织中vWF表达,并分析其与分化程度、TNM分期等的关系。

2

验证胃癌细胞系中vWF的表达和分泌

验证胃癌细胞系是否表达和分泌vWF,并受凝血酶调节

免疫荧光检测BGC823和MKN45细胞中vWF表达,免疫金电镜观察Weibel-Palade小体样结构,免疫印迹检测凝血酶刺激前后细胞培养上清中vWF分泌。

3

体外检测vWF介导的癌细胞聚集和粘附

验证vWF是否介导癌细胞聚集及其与血小板和内皮细胞的粘附

在血清或富含血小板血浆条件下观察BGC823细胞聚集;将BGC823细胞与固定血小板或HUVEC孵育,检测细胞粘附,并加入vWF抗体或重组vWF进行干预;流动条件下检测细胞与血小板的粘附。

4

构建vWF过表达细胞系并验证其粘附能力增强

通过过表达vWF模拟高表达状态,验证其增强癌细胞粘附能力且不影响增殖

将人vWF cDNA克隆至pEGFP-N1载体,转染BGC823细胞,G418筛选稳定克隆;通过免疫印迹和流式细胞术验证vWF表达;检测过表达细胞的粘附能力和增殖速率。

5

小鼠体内转移模型验证vWF促进肺转移

验证vWF过表达增强癌细胞在体内的肺转移,并验证抗vWF抗体或siRNA阻断效果

将不同处理的BGC823细胞(对照组、vWF过表达组、vWF过表达+siRNA或抗体组)通过尾静脉注射NOD/SCID小鼠,监测生存率,用IVIS成像系统观察肺移植,组织学分析肺肿瘤面积。

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
抗vWF抗体Sigma-Aldrich--
HRP标记的山羊抗兔IgGSigma-Aldrich--
抗人vWF抗体Santa Cruz Biotechnology--
FITC标记的抗小鼠IgGSigma-Aldrich--
DAPIThermo Fisher Scientific--
Alexa Fluor 546标记的山羊抗小鼠IgG----
FACSCalibur流式细胞仪Becton Dickinson--
抗vWF抗体Santa Cruz Biotechnology--
纳米金颗粒偶联的山羊抗小鼠IgGBiosynthesis Biotechnology--
电子显微镜 (JEM 1010)JEOL--
pEGFP-N1载体Sangon Biotech--
Lipofectamine 2000----
DMEM/F12培养基----
胎牛血清GE Healthcare and Life Science--
G418----
TRIzol试剂Thermo Fisher Scientific--
Oligo(dT)15引物----
GoTaq Green Master MixPromega--
Odyssey红外成像系统LI-COR Biosciences--
vWF ELISA试剂盒----
Hochest33342----
MTT比色法Thermo Fisher Scientific--
Vena8 Fluoro+生物芯片微流控室Cellix Ltd--
抗vWF抗体----
MTT----
Bio-Rad 680酶标仪Bio-Rad Laboratories--
NOD/SCID小鼠HFK Bioscience--
抗vWF抗体Sigma-Aldrich--
抗CD42b抗体Santa Cruz Biotechnology--
IVIS Lumina成像系统----
Leica SCN400数字切片扫描仪Leica--

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
血浆和组织样本分析
患者队列(110例,含16例上皮内瘤变和94例胃腺癌)、健康对照(67例)、血浆抗凝剂(0.129 mol/L枸橼酸钠)和离心条件(700×g,15分钟)、组织处理(石蜡切片)
阅读提示:Materials and methods: Patients; Immunohistology
细胞培养和处理
细胞系BGC823和MKN45(CCTCC)、HUVEC(CCTC)、培养条件(DMEM/F12 + 10% FBS)、凝血酶刺激浓度(0.5 U/mL)
阅读提示:Materials and methods: Immunofluorescence; Results section 'vWF expression in cancer cells'
vWF过表达和敲低
转染试剂(Lipofectamine 2000)、筛选药物(G418 500 μg/mL)和筛选时间(14天)、vWF siRNA的来源
阅读提示:Materials and methods: DNA/siRNA transfection and real-time PCR
体外粘附和聚集实验
96孔板包被血小板或HUVEC、细胞浓度、处理试剂浓度(抗vWF抗体1 μg/mL,抗GP Ibα抗体2 μg/mL,重组vWF 0.5 μg/mL)、聚集实验细胞浓度、血清/PRP比例、抗vWF抗体浓度(10 μg/mL)
阅读提示:Materials and methods: Cell adhesion and aggregation assays
动物模型
小鼠周龄(6周)、性别(雄性)、品系(NOD/SCID)、细胞注射量(4×10^6/300 μL)、尾静脉注射、监测时间(40天)、分组处理(对照组、vWF过表达、siRNA、抗vWF抗体、抗CD42b抗体)
阅读提示:Materials and methods: Mouse models of blood-born cancer metastasis