CBX4通过调控BMI-1促进肺癌的增殖和转移

CBX4 promotes the proliferation and metastasis via regulating BMI-1 in lung cancer.

作者信息Changpeng Hu, Qian Zhang, Qin Tang, Huyue Zhou, Wuyi Liu, Jingbin Huang, Yali Liu, Qin Wang, Jing Zhang, Min Zhou, Fangfang Sheng, Wenjing Lai, Jing Tian, Guobing Li, Rong Zhang
PMID31724308
发布时间2020-01
DOI10.1111/jcmm.14771

实验完整度

包含临床组织样本、体外细胞功能实验、体内异种移植和转移模型,并进行了分子机制验证。

主要模型

NCI-H460细胞 A549细胞 BALB/c裸鼠皮下异种移植模型 BALB/c裸鼠脾脏注射肝转移模型

重点核对

CBX4在肺癌组织中的表达及与临床病理特征的相关性 CBX4过表达或敲低对细胞增殖和迁移的影响 CBX4敲低对细胞周期及相关蛋白表达的影响 CBX4敲低对体内肿瘤生长和转移的影响 BMI-1过表达是否能逆转CBX4敲低引起的增殖和迁移抑制

摘要

增殖和转移是人类肺癌的显著恶性特征,但其潜在分子机制尚不清楚。Chromobox 4(CBX4)是表观遗传调控因子Polycomb group(PcG)家族的成员,可增强细胞增殖并促进癌细胞迁移。然而,CBX4在肺癌进展中的作用尚未完全阐明。我们发现,与癌旁正常组织相比,CBX4在肺癌肿瘤中高表达。在人肺癌细胞系中,CBX4的过表达显著促进细胞增殖和迁移。体外敲低CBX4明显抑制人肺癌细胞的生长和迁移。此外,CBX4敲低在体内也阻断了增殖和转移。进一步研究表明,CBX4敲低通过抑制CDK2和Cyclin E的表达有效地将细胞周期阻滞在G0/G1期,并通过抑制MMP2、MMP9和CXCR4减少丝状伪足的形成。此外,CBX4通过调控BMI-1的表达促进增殖和转移,BMI-1是肺癌细胞增殖和迁移的重要调控因子。综上所述,这些数据表明CBX4不仅是新的预后标志物,而且可能是肺癌潜在的治疗靶点。

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
CBX4在肺癌进展中是否通过调控BMI-1影响细胞增殖和转移。
核心机制
CBX4通过上调BMI-1的表达,进而增加CDK2、Cyclin E、MMP2、MMP9和CXCR4的表达,促进细胞周期进展和细胞迁移。
主要证据
在NCI-H460和A549细胞中,CBX4敲低抑制增殖和迁移,BMI-1过表达可部分逆转这些效应;体内实验显示CBX4敲低抑制肿瘤生长和肝转移。
研究意义
CBX4可能作为早期诊断的生物标志物,并可能成为抑制肺癌增殖和转移的潜在治疗靶点。

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

临床样本中CBX4表达分析

评估CBX4在肺癌组织中的表达水平及其与临床病理特征的关系。

通过免疫组化检测30例肺癌及配对癌旁组织中CBX4的表达,并分析其与肿瘤大小、临床分期和淋巴结转移的相关性。

2

CBX4体外功能验证

验证CBX4过表达或敲低对肺癌细胞增殖和迁移的影响。

在NCI-H460和A549细胞中分别转染wt-CBX4质粒或感染shCBX4慢病毒,通过CCK8、克隆形成、划痕实验和Transwell实验检测细胞增殖和迁移能力。

3

细胞周期和迁移相关蛋白检测

探究CBX4敲低对细胞周期和迁移相关分子表达的影响。

通过流式细胞术分析细胞周期分布,通过Western blot检测CDK2、Cyclin E、CDK5、cdc2、Cyclin B1、P53、MMP2、MMP9、CXCR4的表达。

4

体内肿瘤生长和转移评估

验证CBX4敲低对肺癌细胞体内致瘤和转移能力的影响。

将shCon或shCBX4细胞皮下注射裸鼠建立异种移植模型,观察肿瘤生长;通过脾脏注射建立肝转移模型,通过H&E染色评估转移结节。

5

机制验证:BMI-1回补实验

验证CBX4是否通过BMI-1调控细胞增殖和迁移。

在CBX4敲低的细胞中过表达BMI-1,检测细胞增殖、迁移及相关蛋白表达变化。

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
CBX4抗体Biossbs-17376R
BMI-1抗体ImmunoWay BiotechnologyYM0072
Ki67抗体Abcamab45580
CBX4抗体Biossbs-17376R
BMI-1抗体ImmunoWay BiotechnologyYM0072
MMP2抗体ImmunoWay BiotechnologyYT2798
MMP9抗体ImmunoWay BiotechnologyYT5357
CXCR4抗体ImmunoWay BiotechnologyYM3546
CDK2抗体Santa Cruz Biotechnologysc-163
CDK5抗体Santa Cruz Biotechnologysc-6247
Cyclin E抗体Santa Cruz Biotechnologysc-481
cdc2抗体Santa Cruz Biotechnologysc-54
Cyclin B1抗体Santa Cruz Biotechnologysc-245
P53抗体Santa Cruz Biotechnologysc-126
GAPDH抗体Beyotime BiotechnologyAG019-1
RIPA裂解液Beyotime BiotechnologyP0013B
增强型BCA蛋白定量试剂Beyotime BiotechnologyP0010
PVDF膜Bio-Rad162-0177
增强化学发光试剂盒Bio-Rad170-5061
杜氏改良Eagle培养基----
胎牛血清----
青霉素/链霉素----
嘌呤霉素InvitrogenA1113803
脂质体3000转染试剂InvitrogenL3000015
野生型CBX4质粒Sino Biological IncHG29716-UT
野生型BMI-1质粒Addgene82194
细胞计数试剂盒8Beyotime BiotechnologyC0039
碘化丙啶Thermo Fisher--
核糖核酸酶----
流式细胞仪BD Accuri C6--
ModFit LT 5.0软件Verity Software House--
Ki67抗体Abcamab15580
Alexa fluor 488抗小鼠二抗Santa Cruz Biotechnology--
Alexa fluor 488鬼笔环肽CST8878S
4',6-二脒基-2-苯基吲哚Sigma-Aldrich--
激光扫描共聚焦显微镜ZeissLSM780NLO
细胞成像系统ZEISS--
Transwell小室Corning3422
结晶紫Beyotime Biotechnology--
显微镜OlympusCKX41
基质胶----

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
临床样本分析
样本来自30例患者的配对肺癌和癌旁组织,明确的临床病理数据(性别、年龄、肿瘤大小、临床分期、淋巴结转移)。
阅读提示:详见Methods 2.1组织部分及Results 3.1
细胞培养与处理
使用的细胞系(NCI-H460、A549)及其培养条件(DMEM+10%FBS+1%双抗),CBX4敲低用shRNA序列及慢病毒感染MOI=20,筛选浓度8 μg/mL嘌呤霉素。
阅读提示:详见Methods 2.3细胞培养和2.4慢病毒感染与质粒转染
体外功能实验
CCK8实验铺板密度(500细胞/孔)、检测时间(1-5天);克隆形成实验细胞数(100细胞/皿)、培养时间(2-3周);Transwell实验接种细胞数(5000细胞/孔)、培养时间(48小时)。
阅读提示:详见Methods 2.5、2.7、2.11及对应图例
细胞周期分析
固定步骤、PI浓度(50 μg/mL)、RNase浓度(50 μg/mL)、流式细胞仪型号。
阅读提示:详见Methods 2.8
体内模型
小鼠品系(BALB/c裸鼠,雄性,4-5周龄)、细胞注射数量(皮下和脾脏均为1×10^6细胞)、观察时间(皮下5周,脾脏8-10周)。
阅读提示:详见Methods 2.12和2.13