上皮性卵巢癌中4.1N的缺失导致上皮间质转化和基质脱离细胞死亡抵抗

Loss of 4.1N in epithelial ovarian cancer results in EMT and matrix-detached cell death resistance.

作者信息Dandan Wang, Letian Zhang, Ajin Hu, Yuxiang Wang, Yan Liu, Jing Yang, Ningning Du, Xiuli An, Congying Wu, Congrong Liu
PMID32448967
发布时间2021-02
DOI10.1007/s13238-020-00723-9

实验完整度

包含临床样本(268例EOC组织)相关性分析、体外细胞功能实验(EMT、失巢凋亡、吞噬)、机制验证(Co-IP、GST pull-down、蛋白降解)及体内异种移植模型,并进行了药物干预,证据层级多样。

主要模型

A2780卵巢癌细胞系(野生型和4.1N过表达) SKOV3卵巢癌细胞系(野生型和4.1N敲除) BALB/c裸鼠异种移植模型 268例上皮性卵巢癌患者组织样本

重点核对

A2780和SKOV3细胞系中4.1N表达状态(过表达/敲除)的确认 体内实验中细胞接种数量(2×10^6皮下,5×10^6腹腔)及观察时间(6周) Y27632(40 μmol/L)和R18(14-3-3拮抗剂)的给药方案 4.1N与14-3-3ζ直接结合的验证(Co-IP、GST pull-down) 统计方法(Student's t-test、Spearman相关)及显著性阈值

摘要

上皮性卵巢癌(EOC)是妇科癌症死亡的主要原因之一,腹膜播散是EOC患者死亡的主要原因。尽管4.1N的缺失与恶性肿瘤风险增加相关,但其与EOC的关系仍不清楚。为了探索4.1N缺失在上皮间质转化(EMT)和基质脱离细胞死亡抵抗的组成性激活中的潜在机制,我们研究了268个福尔马林固定的EOC组织样本,并进行了多种体外和体内实验。我们报告,4.1N的缺失与EOC患者临床分期进展以及不良生存相关。4.1N的缺失在贴壁EOC细胞中诱导EMT,其表达通过直接结合并加速14-3-3的降解来抑制失巢凋亡抵抗和EMT。此外,4.1N的缺失可增加吞噬率,加剧悬浮EOC细胞中的细胞死亡抵抗。此外,裸鼠异种移植瘤也表明4.1N的缺失可加重EOC细胞的腹膜播散。ROCK抑制剂和14-3-3拮抗剂的单药及联合治疗可不同程度地减少肿瘤播散。我们的结果不仅定义了4.1N缺失在诱导EOC中EMT、失巢凋亡抵抗和吞噬诱导的细胞死亡抵抗中的重要作用,而且提示单独或联合应用4.1N、14-3-3拮抗剂和吞噬抑制剂可能是治疗EOC的一种有前景的治疗方法。

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
4.1N缺失如何导致EOC的EMT和基质脱离细胞死亡抵抗,从而促进腹膜播散?
核心机制
4.1N缺失导致14-3-3积累,14-3-3通过结合Bax阻止其线粒体转位、抑制凋亡,并上调Snail促进EMT;同时,4.1N缺失激活ROCK信号,促进吞噬并诱导细胞死亡抵抗。
主要证据
免疫组化显示4.1N缺失与临床分期和生存不良相关;体外实验证实4.1N缺失促进EMT、失巢凋亡抵抗和吞噬;体内异种移植模型显示4.1N缺失加重腹膜播散;药物抑制ROCK和14-3-3可减少肿瘤播散。
研究意义
研究揭示了4.1N调控EOC进展的新机制,并提出单独或联合应用4.1N、14-3-3拮抗剂和吞噬抑制剂可能成为治疗EOC的新策略。

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

临床样本分析

评估4.1N表达与EOC患者临床病理特征和预后的关系

对268例EOC组织进行免疫组化染色,分析4.1N表达与临床分期、总生存期和无进展生存期的相关性;并在TCGA数据库中验证。

2

体外EMT和功能实验

验证4.1N缺失对EOC细胞EMT、迁移和侵袭的影响

在A2780(过表达4.1N)和SKOV3(敲除4.1N)细胞中,通过qRT-PCR和Western blot检测EMT标志物,并使用transwell、伤口愈合和RTCA实验评估迁移和侵袭能力。

3

失巢凋亡和吞噬实验

探讨4.1N对悬浮培养中细胞凋亡和细胞死亡抵抗的影响

使用poly-HEMA涂层板模拟悬浮条件,通过流式细胞术检测凋亡,JC-1染色评估线粒体功能,并通过延时显微镜和共聚焦显微镜观察吞噬现象。

4

机制验证

验证4.1N与14-3-3的相互作用及其在蛋白降解和下游信号中的作用

通过Co-IP/LC-MS/MS筛选相互作用蛋白,并用Co-IP、GST pull-down和免疫荧光验证;检测4.1N对14-3-3ζ降解的影响,以及14-3-3对Bax定位和Snail表达的影响。

5

体内异种移植实验

评估4.1N缺失对腹膜播散的影响及药物干预效果

将A2780 WT和OE细胞注射到裸鼠皮下或腹腔,6周后评估肿瘤生长和转移;对腹腔种植模型给予Y27632和/或R18治疗,评估肿瘤负荷。

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
高糖DMEM培养基GibcoC11995500
胎牛血清Tian Hang Biotechnologies--
青霉素-链霉素----
聚HEMA----
抗4.1N抗体----
抗14-3-3ζ抗体AbcamAb51129
抗14-3-3ζ抗体HuaxingBioHX12009
抗GFP抗体AbcamAb290
抗FAK抗体Cell Signaling Technology13009
抗pMLC-2抗体Cell Signaling Technology3671
抗Bcl-2抗体AbcamAb32124
抗BAD抗体AbcamAb32445
抗Bax抗体AbcamAb32503
抗Snail抗体AbcamAb53519
抗E-钙粘蛋白抗体AbcamAb40772
抗N-钙粘蛋白抗体Cell Signaling Technology13116
抗波形蛋白抗体Cell Signaling Technology5741
抗ZO-1抗体Cell Signaling Technology8193
抗Twist抗体Cell Signaling Technology46702
抗Slug抗体Cell Signaling Technology9585
抗Zeb-1抗体Cell Signaling Technology3396
抗RhoA抗体Cytoskeleton Inc.ARH04
抗p190-RhoGAP抗体BD Transduction Laboratories610150
抗β-肌动蛋白抗体ZSGB-BioTA09
Y27632MedChemExpress146986-50-7
MG132MedChemExpress133407-82-6
R18Tocris Bioscience12144
Annexin V-PE/7-AAD凋亡检测试剂盒Yeasen Biotech Co.--
Annexin V-Alexa Fluor 647凋亡检测试剂盒Bioss AntibodiesBA00103
JC-1染料Yeasen Biotech Co., Ltd.--
CellTracker Green CMFDAYeasen Biotech Co., Ltd40721ES50
CellTracker Red CM-DilYeasen Biotech Co., Ltd40718ES50
DAPIBeijing Solarbio Science & Technology Co.--
Cy3标记的山羊抗兔二抗Yeasen Biotech Co.--
超敏增强化学发光检测试剂盒Applygen Technologies--
硝酸纤维素膜Applygen Technologies--
RIPA裂解液Applygen TechnologiesC1053
蛋白酶和磷酸酶抑制剂Thermo Fisher Scientific87786
蛋白酶和磷酸酶抑制剂Applygen TechnologiesP1265,
SDS上样缓冲液Applygen TechnologiesB1012
SDS-PAGE凝胶Applygen Technologies--
Gel Doc XR+成像系统Bio-Rad Laboratories--
jetPRIME转染试剂Polyplus Transfection--
聚凝胺GeneChemREVG0001
增强感染液GeneChemREVG0002
BD BioCoat Matrigel侵袭小室BD Biosciences--
CIM板ACEA Bioscience--
蛋白A/G琼脂糖珠Santa Cruz Biotechnology--
GST蛋白相互作用Pull-Down试剂盒Pierce Biotechnologies--
异丙基-β-D-硫代半乳糖苷Sigma Aldrich--
台盼蓝Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.C0040-50
IVIS成像系统Caliper Life Sciences--
CCK8----

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
细胞系来源(SKOV3来自ATCC,A2780来自Nanjing KeyGen Biotech);培养基H-DMEM含10% FBS、100 U/mL青霉素和100 μg/mL链霉素;培养条件37°C、5% CO2。
阅读提示:Materials and methods: Cell culture
4.1N过表达和敲除
A2780过表达4.1N质粒(EPB41L1-pEGFP);SKOV3敲除4.1N使用sgRNA序列;慢病毒感染和单克隆筛选。
阅读提示:Materials and methods: Transfection and lentiviral transduction; Figure S1E, S1F
EMT相关检测
qRT-PCR引物序列(Table S2);Western blot抗体稀释比例;transwell迁移和侵袭实验(8 μm孔径,24小时);伤口愈合实验(18小时);RTCA侵袭实验(48小时)。
阅读提示:Materials and methods: Migration and invasion assays, Real-time invasion assay; Figure 2
失巢凋亡实验
poly-HEMA涂层浓度(20 mg/mL);悬浮培养时间(24小时);凋亡检测试剂盒(Annexin V-PE/7-AAD或Annexin V-AF647);JC-1染色步骤。
阅读提示:Materials and methods: Anoikis assay, Flow cytometry for detection of apoptosis, Assessment of mitochondria dysfunction by JC-1 staining; Figure 3
吞噬实验
悬浮培养6小时;Cytospin制备细胞涂片;免疫染色(E-cadherin抗体,DAPI);吞噬定量标准(内部化超过一半细胞体);CellTracker标记和共培养程序。
阅读提示:Materials and methods: Quantification of entosis structures and winner/loser cell identity; Figure 4E, 4F
蛋白互作和蛋白稳定性实验
Co-IP使用抗GFP抗体和蛋白A/G琼脂糖珠;GST pull-down使用GST融合蛋白;CHX(100 μg/mL)处理时间点0,3,6小时;MG132(10 μmol/L)处理时间点0,3,6,9,12小时。
阅读提示:Materials and methods: Co-immunoprecipitation assay, GST pull-down assay; Figure 5F
动物实验
BALB/c裸鼠(5周龄雌性);皮下注射2×10^6细胞,腹腔注射5×10^6细胞;观察6周;Y27632和R18的给药方式、剂量、时间(文中未明确说明);生物发光成像和肿瘤结节计数。
阅读提示:Materials and methods: In vivo xenograft mouse model; Figure 6
统计分析
使用SPSS 20.0、GraphPad Prism 5.0;Student's t-test或ANOVA(Bonferroni事后检验)比较;Spearman相关分析;P < 0.05为显著。
阅读提示:Materials and methods: Statistical analysis