ZNF132下调通过高甲基化修饰预示乳腺癌不良预后

Downregulated ZNF132 predicts unfavorable outcomes in breast Cancer via Hypermethylation modification.

作者信息Zhao Liu, Jiaxin Liu, Ruimiao Liu, Man Xue, Weifan Zhang, Xinhui Zhao, Jiang Zhu, Peng Xia
PMID33827486
发布时间2021-04-07
DOI10.1186/s12885-021-08112-z

实验完整度

中

研究包含临床样本分析、细胞系验证、生物信息学分析及功能验证(5-Aza-dC处理),但缺乏动物模型或患者样本的独立验证,证据层级有限。

主要模型

乳腺癌临床组织样本(19对癌与癌旁组织) 乳腺癌细胞系(MDA-MB-231、MCF7、MDA-MB-453、HCC1937、T47D、DU4475) 正常乳腺上皮细胞系MCF-10A

重点核对

基因表达验证:qRT-PCR和Western blot检测ZNF132在细胞系中的表达水平 甲基化状态验证:MSP分析检测乳腺癌细胞系中ZNF132的启动子甲基化状态 去甲基化药物处理:5-Aza-dC处理乳腺癌细胞系后检测ZNF132表达水平 临床相关性验证:统计分析ZNF132表达与临床病理特征(如HER2、ER、PR状态)的关系

摘要

背景:启动子甲基化介导的基因沉默是人类肿瘤发生中的一个重要机制。在乳腺癌(BC)中已发现甲基化基因,并作为早期诊断的有益生物标志物。乳腺癌的预后评估仍知之甚少。锌指蛋白132(ZNF132)在前列腺癌和食管鳞状细胞癌中通过启动子甲基化而下调。然而,尚无研究提供关于ZNF132在BC中的状态、诊断和预后意义的信息。方法:在本研究中,基于癌症基因组图谱(TCGA)RNA-Seq数据库、临床样本分析和多种癌细胞系验证,确定了ZNF132 mRNA和蛋白水平的表达。使用Kaplan-Meier绘图仪评估ZNF132在BC中的预后意义。使用多种生物信息学工具探索ZNF132在BC中的分子机制。通过甲基化特异性聚合酶链反应(MSP)分析确认BC细胞系中ZNF132的高甲基化状态。结果:ZNF132在BC组织中的mRNA和蛋白水平均下调。这些结果基于TCGA数据库和临床样本分析获得。Kaplan-Meier绘图仪生存分析显示,ZNF132水平较低与较短的无复发生存(RFS)时间相关。受试者工作特征曲线(ROC)为0.887,证实ZNF132具有强大的敏感性和特异性,可区分BC与相邻正常组织。生物信息学分析显示,从cBioPortal识别出ZNF132的6%(58/960)改变。基于基因集富集分析(GSEA)数据库,ZNF132参与了多种生物学通路,包括细胞周期和糖酵解的调节。最后,MSP分析表明,在一组乳腺癌细胞系中ZNF132被高甲基化,并且5-氮杂-2'-脱氧胞苷(5-Aza-dC)处理部分细胞系恢复了ZNF132的表达。结论:结果表明,ZNF132的高甲基化导致其表达下调,并可作为BC新的诊断和预后标志物。

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
ZNF132在乳腺癌中的表达、诊断和预后意义及其表观遗传调控机制是什么?
核心机制
ZNF132启动子高甲基化导致其表达下调,从而可能在乳腺癌中发挥抑癌作用。
主要证据
基于TCGA数据库和临床样本分析,ZNF132在乳腺癌中表达下调;MSP分析证实ZNF132在乳腺癌细胞系中高甲基化,且5-Aza-dC处理可恢复部分细胞系中ZNF132表达。
研究意义
ZNF132可作为乳腺癌诊断和预后评估的潜在生物标志物,并为治疗提供潜在靶点。

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

ZNF132表达分析

检测ZNF132在乳腺癌组织和细胞系中的表达水平

利用TCGA数据库、Oncomine数据库和UALCAN平台分析mRNA表达,并通过qRT-PCR和免疫组化检测临床样本中的mRNA和蛋白表达,以及通过Western blot检测细胞系中的蛋白表达。

2

ZNF132预后和诊断价值评估

评估ZNF132表达对乳腺癌患者预后和诊断的预测能力

使用Kaplan-Meier绘图仪进行生存分析,计算ROC曲线评估诊断能力,并通过Cox回归模型分析临床特征与预后的关联。

3

ZNF132生物信息学分析

探索ZNF132在乳腺癌中的遗传改变和参与的生物学通路

利用cBioPortal分析基因改变,利用GSEA分析相关通路,并分析ZNF132与细胞周期和糖酵解关键基因的相关性。

4

ZNF132甲基化状态分析

验证ZNF132启动子高甲基化及其对表达的影响

利用MethHC和TCGA数据分析甲基化水平,通过MSP检测细胞系甲基化状态,并用5-Aza-dC处理观察表达恢复。

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
SYBR染料----
ZNF132抗体BIOSSbs-7150R
5-氮杂-2'-脱氧胞苷Sigma-Aldrich--
TRIzol试剂----
抗ZNF132抗体BIOSS--
抗GAPDH抗体Abgent--
蛋白酶K----
Wizard DNA纯化系统Promega--
铂金Taq DNA聚合酶Invitrogen--
Western Bright ECL检测系统Advansta--

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
细胞培养和药物处理
细胞系(MDA-MB-231, MCF7, MDA-MB-453, HCC1937, T47D, DU4475);5-Aza-dC浓度(5 μM)处理;细胞密度80%时提取RNA
阅读提示:Methods:Cell lines and drug treatments
RNA提取和qRT-PCR
引物序列;PCR条件(95°C 30s, 38个循环)
阅读提示:Methods:RNA extraction and quantitative RT-PCR
免疫组织化学
ZNF132抗体稀释度1:200;固定条件(4%甲醛,室温48小时)
阅读提示:Methods:Immunohistochemistry (IHC)
甲基化特异性PCR
引物序列;PCR条件(95°C 4min;35个循环)
阅读提示:Methods:Methylation-specific PCR (MSP) assay
Western blot
抗体稀释度;ECL检测系统
阅读提示:Methods:Western blot analysis