SNAP-23的O-GlcNAc糖基化降低通过诱导外泌体分泌促进卵巢癌顺铂耐药

Reduced O-GlcNAcylation of SNAP-23 promotes cisplatin resistance by inducing exosome secretion in ovarian cancer.

作者信息Luomeng Qian, Xiaoshan Yang, Shaohui Li, Hang Zhao, Yunge Gao, Shuhui Zhao, Xiaohui Lv, Xiyuan Zhang, Lingxia Li, Lianghao Zhai, Fuxing Zhou, Biliang Chen
PMID34001861
发布时间2021-05-18
DOI10.1038/s41420-021-00489-x

实验完整度

包含体外细胞实验(OGT敲低、外泌体分离、功能实验)、体内小鼠异种移植模型、机制研究(CoIP、Western blot)等多层级验证。

主要模型

A2780人卵巢癌细胞系 SKOV3人卵巢癌细胞系 BALB/c裸鼠皮下异种移植瘤模型

重点核对

OGT敲低稳定细胞系的建立(慢病毒shRNA和嘌呤霉素筛选) SNAP-23 siRNA敲低序列及转染条件 GW4869处理浓度(20 µM)及DMSO终浓度(0.005%) 顺铂处理浓度梯度及时间(24小时) 细胞活力检测使用CCK-8试剂及6个重复

摘要

外泌体与多种癌症的化疗耐药相关,但其在卵巢癌中的作用尚不清楚。在此,通过体外细胞实验和体内小鼠模型实验,我们表明O-GlcNAc糖基化(一种关键的蛋白质翻译后修饰)的下调促进外泌体分泌。这增加了外泌体介导的癌细胞顺铂外排,导致化疗耐药。机制上,我们的数据表明O-GlcNAc转移酶(OGT)的下调降低了SNAP-23的O-GlcNAc糖基化。值得注意的是,SNAP-23的O-GlcNAc糖基化对于调控卵巢癌细胞外泌体释放至关重要。SNAP-23 O-GlcNAc糖基化降低随后促进由SNAP-23、VAMP8和Stx4蛋白组成的可溶性N-乙基马来酰亚胺敏感因子附着蛋白受体(SNARE)复合物的形成。这增强了外泌体释放,通过增加细胞内顺铂的外排导致化疗耐药。

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
OGT介导的O-GlcNAc糖基化是否通过调控SNAP-23影响外泌体分泌进而参与卵巢癌顺铂耐药?
核心机制
OGT下调降低SNAP-23的O-GlcNAc糖基化,促进SNAP-23与Stx4和VAMP8形成SNARE复合物,增强外泌体分泌,增加顺铂外排,降低细胞内顺铂浓度导致耐药。
主要证据
体外细胞实验显示OGT敲低增加外泌体释放,GW4869抑制外泌体可逆转耐药;体内异种移植模型证实OGT敲低增加血清中外泌体;CoIP证实SNAP-23 O-GlcNAc糖基化降低及与Stx4、VAMP8相互作用增强。
研究意义
阐明外泌体在卵巢癌顺铂耐药中的作用,为治疗顺铂耐药卵巢癌提供潜在新策略。

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

建立OGT敲低细胞系

验证OGT下调对卵巢癌细胞外泌体分泌的影响。

通过慢病毒介导的shRNA在A2780和SKOV3细胞中敲低OGT,经嘌呤霉素筛选稳定细胞系。

2

外泌体分离与鉴定

检测OGT敲低后外泌体数量、形态和标志物变化。

收集无血清培养基上清,通过差速离心和超速离心分离外泌体;利用TEM观察形态,NTA分析大小和浓度,Western blot检测外泌体标志物CD63、TSG101、HSP70。

3

体内外泌体分泌验证

验证OGT敲低在体内是否促进肿瘤细胞外泌体释放。

将SKOV3对照和OGT敲低细胞皮下注射到BALB/c裸鼠,15天后分离血清外泌体,用human-specific CD63抗体通过Western blot检测人CD63水平。

4

外泌体分泌与顺铂耐药关联

探究OGT敲低诱导的耐药是否依赖于外泌体分泌。

使用外泌体释放抑制剂GW4869处理OGT敲低细胞,检测细胞活力(CCK-8)和凋亡(流式细胞术)。

5

顺铂外排检测

检测OGT敲低是否通过外泌体增加顺铂外排。

用ICP-MS检测外泌体中顺铂浓度,比较不同组别外泌体顺铂含量。

6

外泌体分泌过程分析

确定OGT敲低促进外泌体释放是通过影响分泌过程而非合成。

通过免疫荧光和Western blot检测CD63和ALIX表达,TEM观察MVB和ILV数量。

7

SNAP-23敲低验证

验证SNAP-23是否介导OGT敲低对外泌体分泌和耐药的影响。

用siRNA敲低SNAP-23,检测外泌体释放、CD63和HSP70表达、细胞活力和凋亡。

8

机制研究

探究OGT调控SNAP-23 O-GlcNAc糖基化及SNARE复合物形成的机制。

通过CoIP检测SNAP-23的O-GlcNAc修饰水平及其与Stx4、VAMP8的相互作用。

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
RPMI 1640培养基HycloneSH30809.01
McCoy 5A培养基Gibco16600082
胎牛血清Tianhang11012-8611
Micropoly转染试剂MicropolyMT110
GW4869MCEHY19363
二甲基亚砜MP Biomedicals196055
离心瓶Beckman Coulter355618
超速离心转子TYPE 70 TiBeckman--
Zeta View仪器Particle MetrixPmx110
蛋白酶抑制剂BosterAR1178
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
ECL Western blot检测试剂Bio-Rad--
OGT抗体Abcamab96718
O-GlcNAc糖基化抗体Abcamab2739
SNAP-23抗体Abcamab4114
ALIX抗体Abcamab27345
Actin抗体Biossbs-0061
NP40裂解缓冲液BosterAR0107
Protein A/G PLUS-琼脂糖Santa Cruz BiotechnologySC-2003
抗CD63抗体Proteintech25682-1-AP
荧光显微镜OlympusBX51TF
顺铂MCEHY-17394
CCK-8试剂盒BosterAR1160
Infinite M200PRO酶标仪Tecan--
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒Keygen BiotechKGA107
流式细胞仪BeckmanCytomics FC 500
BALB/c裸鼠Vital River Laboratories--
SW 60Ti转子Beckman--
电感耦合等离子体质谱仪PerkinElmerNexION 350D

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
A2780和SKOV3细胞的培养基:RPMI 1640和McCoy 5A,含10% FBS
阅读提示:Materials and methods: Cell lines and culture
OGT敲低
慢病毒shRNA感染及嘌呤霉素筛选时间(3-4周)
阅读提示:Materials and methods: Generation of stable cell lines and siRNA transfection
外泌体分离
无FBS培养24小时;超速离心条件:120,000×g,70分钟,4℃
阅读提示:Materials and methods: Isolation of exosomes
GW4869处理
GW4869浓度20 µM,DMSO终浓度0.005%
阅读提示:Materials and methods: GW4869 treatment of cell lines
顺铂处理
顺铂浓度梯度,处理24小时
阅读提示:Materials and methods: Cell viability assays; Results: Fig. 3
体内实验
BALB/c裸鼠6-8周龄,每组5只,皮下注射1×10^8/ml细胞悬液100μl
阅读提示:Materials and methods: Tumor xenograft assay and serum exosome isolation
机制验证
CoIP实验中使用2×10^7个细胞,NP40裂解缓冲液
阅读提示:Materials and methods: Coimmunoprecipitation (CoIP)