ATM信号通路参与SMYD3介导的胃癌细胞增殖和迁移

ATM Signaling Pathway Is Implicated in the SMYD3-mediated Proliferation and Migration of Gastric Cancer Cells.

作者信息Lei Wang, Qiu-Tong Wang, Yu-Peng Liu, Qing-Qing Dong, Hai-Jie Hu, Zhi Miao, Shuang Li, Yong Liu, Hao Zhou, Tong-Cun Zhang, Wen-Jian Ma, Xue-Gang Luo
PMID29302370
发布时间2017-12
DOI10.5230/jgc.2017.17.e33

实验完整度

研究包含细胞实验(迁移、侵袭、增殖、细胞周期)和分子机制验证(RT-qPCR、Western blot),但缺乏动物模型或临床样本验证。

主要模型

MGC-803人胃癌细胞系 AGS人胃癌细胞系 GES-1人正常胃黏膜细胞系

重点核对

细胞系:MGC-803和AGS胃癌细胞,GES-1正常胃黏膜细胞 转染处理:si-SMYD3(靶向SMYD3的siRNA)或SMYD3过表达质粒 关键时间点:迁移/侵袭检测在转染后16-24小时,细胞周期在24小时,Western blot在48小时 细胞周期分析:PI染色,流式细胞仪检测G2/M期比例

摘要

目的:我们之前发现组蛋白甲基转移酶SMYD3可能是胃癌患者总生存期的独立预测因子或预后因素,但其作用似乎与其他癌症不同。因此,本研究探讨了SMYD3在胃癌细胞增殖和迁移中的具体功能。材料与方法:通过转染表达质粒或siRNA过表达或抑制SMYD3,采用伤口愈合迁移实验和Transwell实验检测胃癌细胞的迁移和侵袭能力。此外,采用MTT实验和克隆形成实验评估细胞增殖,并通过碘化丙啶染色进行细胞周期分析。此外,通过聚合酶链反应和western blot分析检测ATM通路相关基因和细胞周期调控蛋白的表达。结果:与对照细胞相比,转染si-SMYD3的胃癌细胞表现出较低的迁移和侵袭能力(P<0.05),SMYD3的缺失使细胞阻滞在G2/M期并激活ATM通路。此外,在正常胃细胞中过表达SMYD3时观察到相反的模式。结论:据我们所知,本研究首次证明SMYD3的缺失可通过ATM-CHK2/p53-Cdc25C通路抑制胃癌细胞的迁移、侵袭和增殖,并使细胞阻滞在G2/M期。这些发现表明SMYD3在胃癌细胞的增殖、迁移和侵袭中发挥关键作用,并可能成为人类胃癌的有效治疗靶点。

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
SMYD3在胃癌细胞增殖和迁移中的具体功能及其分子机制是什么?
核心机制
SMYD3缺失通过激活ATM-CHK2/p53-Cdc25C通路,诱导G2/M期阻滞,从而抑制胃癌细胞增殖、迁移和侵袭。
主要证据
在MGC-803和AGS细胞中敲低SMYD3后,迁移/侵袭能力下降(伤口愈合、Transwell实验),增殖受抑(MTT、克隆形成),G2/M期比例增加(流式细胞术),且ATM、p53、CHK2、p21表达升高,CDK1、cyclin B降低(RT-qPCR和Western blot)。
研究意义
SMYD3可能在人类胃癌中作为潜在的治疗靶点。

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

SMYD3表达调控与敲低效率验证

验证siRNA敲低和质粒过表达SMYD3的效率,以确保后续实验的干扰效果。

使用si-SMYD3转染MGC-803和AGS细胞,用SMYD3过表达质粒转染GES-1细胞,通过RT-qPCR检测SMYD3 mRNA水平随时间的变化。

2

迁移和侵袭能力检测

评估SMYD3对胃癌细胞迁移和侵袭能力的影响。

通过伤口愈合实验(2D迁移)和Transwell实验(3D迁移)检测细胞迁移,通过Matrigel包被的Transwell实验检测侵袭。

3

细胞增殖能力检测

评估SMYD3对胃癌细胞增殖的影响。

采用MTT实验检测细胞活力,克隆形成实验检测细胞克隆形成能力。

4

细胞周期分析

探究SMYD3缺失是否导致胃癌细胞周期阻滞及具体期相。

通过流式细胞术分析PI染色的细胞周期分布。

5

分子机制验证

验证SMYD3缺失对ATM信号通路和细胞周期调控蛋白表达的影响。

通过RT-qPCR和Western blot检测ATM、CHK2、p53、Cdc25C、CDK1、CyclinB等基因和蛋白的表达。

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
DMEM培养基Gibco--
RPMI 1640培养基Gibco--
胎牛血清(FBS)----
青霉素G----
链霉素----
TurboFect转染试剂Thermo Fisher Scientific--
TRIzol试剂Invitrogen; Thermo Fisher Scientific--
SYBR Green超级混合物DBIDBI-2043
M-MLV逆转录酶----
ABI Step One实时PCR系统Thermo Fisher Scientific--
含蛋白酶抑制剂的裂解缓冲液Solarbio--
抗ATM抗体Abcamab32420
抗ATM(磷酸化S1981)抗体Abcamab81292
抗CHK2抗体Biossbs-1391R
抗CDK1抗体Biossbs-1341R
抗Cyclin B抗体SaierbioSRP10402
抗p53抗体Santa Cruz Biotechnologysc-126
抗p21抗体Santa Cruz Biotechnologysc-6246
抗Cdc25C抗体Abcamab32444
抗Cdc25C(磷酸化S216)抗体Abcamab32051
抗SMYD3抗体Abcamab187149
抗GAPDH抗体UtibodyUM4002
IRDye 680RD山羊抗兔IgGLI-COR Biotechnology926-68071
IRDye 800CW山羊抗鼠IgGLI-COR Biotechnology926-32210
Odyssey成像系统LI-COR Biotechnology--
Transwell小室Corning Life Sciences--
Matrigel基质胶BD Biosciences--
DAPISolarbio--
结晶紫Solarbio--
MTT(噻唑蓝)Solarbio--
二甲基亚砜(DMSO)----
Synergy4酶标仪BioTek--
吉姆萨染色液----
碘化丙啶(PI)Solarbio--
核糖核酸酶ASolarbio--
Accuri C6流式细胞仪Accuri--
GraphPad Prism软件GraphPad--
ModFIT软件Verity Software House--

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
细胞培养与转染
细胞系(MGC-803、AGS、GES-1),培养基(DMEM、RPMI-1640),血清浓度(10% FBS),转染试剂(TurboFect),siRNA序列(si-SMYD3)
阅读提示:Materials and Methods: Cell lines and transfection
迁移和侵袭检测
细胞密度(如6cm培养皿),转染后时间点(6小时制造伤口,16小时或24小时检测),基质胶(Matrigel)包被
阅读提示:Materials and Methods: Migration and invasion analysis
细胞增殖检测
细胞接种密度(96孔板5×10^4细胞/mL,克隆形成1000细胞/孔),检测时间(24、48、72小时),培养时间(10天)
阅读提示:Materials and Methods: MTT assay, Clonogenic assay
细胞周期分析
细胞密度(4×10^4细胞/孔),转染后24小时收集,PI浓度(50 μg/mL),RNase A浓度(0.1%),流式细胞仪(Accuri C6)
阅读提示:Materials and Methods: Cell cycle detection
分子表达检测
转染后24小时(RT-qPCR)或48小时(Western blot)提取蛋白,抗体稀释比(如ATM 1:1000,CHK2 1:500等)
阅读提示:Materials and Methods: RT-qPCR, Western blotting