胰岛素样生长因子2促进血管瘤来源干细胞的脂肪生成

Insulin-like growth factor 2 promotes the adipogenesis of hemangioma-derived stem cells.

作者信息Kui Zhang, Fan Wang, Jun Huang, Yin Lou, Juan Xie, Honghong Li, Dongsheng Cao, Xueying Huang
PMID30867686
发布时间2019-03
DOI10.3892/etm.2018.7132

实验完整度

研究包含体外细胞实验,如CCK-8增殖、油红O染色和western blot验证,但未包含动物模型或患者样本的功能验证,属于中等级完整度。

主要模型

HemSCs(血管瘤来源干细胞)

重点核对

IGF-2浓度:100 ng/ml IGF-1R抑制剂OSI-906浓度:1 μM PI3K抑制剂LY294002浓度:10 μM 成脂诱导时间:10天 心得安浓度:25、50、100 μM

摘要

婴幼儿血管瘤(IH)是婴儿中最常见的肿瘤,其特征是快速增殖,随后在儿童期自发消退为纤维脂肪组织。然而,其具体机制尚未阐明。我们之前的研究表明,胰岛素样生长因子2(IGF-2)在IH的增殖期升高,IH被认为由血管瘤来源干细胞(HemSC)形成。然而,IGF-2是否能促进HemSC的成脂分化仍不清楚,所涉及的信号机制有待进一步阐明。在本研究中,采用CCK-8法检测不同浓度IGF-2对HemSC增殖的影响。应用免疫组织化学观察IGF-2及其受体在细胞中的表达。在细胞未处理或用IGF-2或IGF-2加OSI-906诱导10天后,进行油红O染色的脂肪生成。细胞在EGM-2/FBS-10%中单独培养或含有IGF-2、IGF-2加OSI-906或IGF-2加LY294002,并使用western blot分析测定C/EBPα、C/EBPβ、PPARγ、脂联素、p-AKT和总AKT的蛋白表达。在另一个实验中,细胞用25、50或100 μM心得安或载体处理。使用western blot分析或逆转录-定量聚合酶链反应分析C/EBPα、C/EBPβ、PPARγ和IGF-2。结果表明,IGF-2显著促进HemSC的细胞增殖和脂质积累。在IGF-2处理的HemSC培养物中,磷酸化AKT(p-AKT)、C/EBPα、C/EBPβ、PPARγ和脂联素的表达增加,而这些变化被抑制IGF-1受体(IGF-1R)或磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)所抑制。我们之前的研究表明,心得安加速HemSC中的脂肪生成并诱导IGF-2的上调。本研究结果表明,IGF-2能够加速脂肪生成,心得安诱导的失调性脂肪生成的促进可能是由IGF-2通过IGF-1R和PI3K通路介导的。

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
IGF-2是否促进HemSC的增殖和成脂分化,以及其信号机制是否涉及IGF-1R和PI3K/AKT通路?
核心机制
IGF-2通过IGF-1R和PI3K/AKT通路促进HemSC的成脂分化,上调C/EBPα、C/EBPβ、PPARγ和脂联素的表达。
主要证据
IGF-2处理增强HemSC增殖和脂质积累,油红O染色阳性,western blot显示成脂标志物和p-AKT增加,而OSI-906或LY294002抑制这些效应。
研究意义
为心得安促进HemSC脂肪生成的机制提供新见解,可能对IH的治疗具有临床意义。

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

HemSC的分离与鉴定

获得并验证血管瘤来源干细胞

从增殖期IH组织分离细胞,通过CD133磁珠分选,并在纤连蛋白包被的培养板上培养于EGM-2培养基中。

2

检测IGF-2对HemSC增殖的影响

评估不同浓度IGF-2对细胞增殖的作用

使用CCK-8法检测不同浓度IGF-2处理72小时后细胞的增殖能力,并绘制生长曲线。

3

检测IGF-2及其受体的表达

确认HemSC中IGF-2及其受体的表达和定位

通过免疫组织化学染色检测IGF-2、IGF-1R、IGF-2R和IR的表达。

4

评估IGF-2对成脂分化的影响

检测IGF-2是否促进HemSC的成脂分化,并验证IGF-1R的作用

在成脂分化培养基中,用IGF-2或IGF-2加OSI-906处理HemSC 10天,通过油红O染色观察脂滴积累。

5

检测成脂标志物和AKT磷酸化

验证IGF-2通过IGF-1R/PI3K/AKT通路促进成脂分化

使用western blot检测C/EBPα、C/EBPβ、PPARγ、adiponectin、p-AKT和总AKT的蛋白水平。

6

检测心得安对HemSC的影响

评估心得安对成脂基因表达和IGF-2表达的影响

用不同浓度心得安处理HemSC,通过RT-qPCR和western blot检测C/EBPα、C/EBPβ、PPARγ和IGF-2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。

验证样本或模型特征
验证细胞功能变化

产品清单

实验环节名称品牌货号
EGM-2培养基Lonza Group, Ltd.CC-4176
胎牛血清Biological Industries--
青霉素-链霉素Beyotime Institute of Biotechnology--
胶原酶Serva Electrophoresis GmbH17454
CD133微珠Miltenyi Biotec GmbH--
纤连蛋白包被的培养板Corning Incorporated--
胰岛素样生长因子2PeproTech, Inc.100-12-50UG
CCK-8试剂Dojindo Molecular Technologies, Inc.--
酶标仪BioTek Instruments, Inc.ELx 800
DAB溶液--K166724B
成脂分化培养基Cyagen BiosciencesHUXMF-90031
OSI-906Selleck ChemicalsS1091
LY294002MedChem Express Co., Ltd.HY-10108
抗PPARγ抗体BIOSSbs-0530P
抗C/EBPα抗体BIOSSbs-1630R
抗C/EBPβ抗体BIOSSbs-1396R
抗脂联素抗体BIOSS0471R
抗磷酸化AKT抗体Cell Signaling Technology, Inc.9271
抗AKT抗体Cell Signaling Technology, Inc.9272
抗IGF-2抗体Cell Signaling Technology, Inc.25690
抗β-肌动蛋白抗体Cell Signaling Technology, Inc.3700
盐酸心得安Sigma-AldrichP8688
TRIzol试剂Invitrogen; Thermo Fisher Scientific, Inc.--
PrimeScript RT试剂Takara--
SYBR Premix Ex TaqTakara--
Applied Biosystems 7500实时PCR系统Applied Biosystems; Thermo Fisher Scientific, Inc.--

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
HemSC的培养基组成:EGM-2培养基添加20% FBS和1%青霉素-链霉素;细胞培养在纤连蛋白包被的培养板上
阅读提示:Materials and methods 中 Isolation and identification of HemSCs
增殖实验
IGF-2浓度(0、10、20、100、200 ng/ml),细胞初始密度(2×10^3),检测时间点(72小时或0-7天)
阅读提示:Materials and methods 中 Proliferation assay 部分
成脂分化
成脂分化培养基(HUXMF-90031),IGF-2浓度100 ng/ml,OSI-906浓度1 μM,处理时间10天
阅读提示:Materials and methods 中 Oil Red O-staining 部分
信号通路验证
IGF-2浓度100 ng/ml,OSI-906浓度1 μM,LY294002浓度10 μM,检测蛋白包括p-AKT、总AKT、C/EBPα、C/EBPβ、PPARγ、adiponectin
阅读提示:Materials and methods 中 Western blot analysis 部分
心得安处理
心得安浓度(25、50、100 μM),处理时间(24小时),检测基因和蛋白包括C/EBPα、C/EBPβ、PPARγ、IGF-2
阅读提示:Materials and methods 中 Cell culture and treatment with propranolol 和 RNA isolation and RT-qPCR 部分