不同癌相关基质细胞亚型对口腔鳞状细胞癌骨破坏的意义

Significance of cancer stroma for bone destruction in oral squamous cell carcinoma using different cancer stroma subtypes.

作者信息Qiusheng Shan, Kiyofumi Takabatake, Hotaka Kawai, May Wathone Oo, Yasunori Inada, Shintaro Sukegawa, Shigeko Fushimi, Keisuke Nakano, Hitoshi Nagatsuka
PMID35211756
期刊Oncol Rep
发布时间2022-04
DOI10.3892/or.2022.8292

实验完整度

中

包含体外TRAP染色、体内动物模型、组织学染色、免疫组化和微阵列分析,但缺乏Western blot、RT-qPCR及抑制剂功能验证,机制验证不完整。

主要模型

HSC-3细胞系 RAW264.7细胞系 BALB-c nu-nu小鼠异种移植模型 患者来源的VSCC-SCs和SCC-SCs

重点核对

细胞比例:RAW264.7与基质细胞及HSC-3按3:3:1混合 动物分组:HSC-3、HSC-3+VSCC-SCs、HSC-3+SCC-SCs、HSC-3+HDFs,每组n=5(有效n=4) 细胞注射剂量:HSC-3 1×10^6 + 基质细胞3×10^6,皮下注射200μl 动物模型:4周龄雌性BALB-c nu-nu小鼠,皮下移植4周后取材 统计分析:多组间比较用one-way ANOVA或Kruskal-Wallis检验

摘要

肿瘤微环境(TME)中的基质细胞可调控多种癌症的进展;然而,口腔鳞状细胞癌(OSCC)的骨侵犯研究较少。本研究通过苏木精-伊红(H&E)、AE1/3(泛细胞角蛋白)和抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色,检测了疣状鳞癌相关基质细胞(VSCC-SCs)、鳞癌相关基质细胞(SCC-SCs)和人真皮成纤维细胞(HDFs)对体内HSC-3破骨细胞骨吸收和活化的影响。此外,通过免疫组化检测了HSC-3细胞骨侵犯区域中基质金属蛋白酶9(MMP9)、膜型1基质金属蛋白酶(MT1-MMP)、Snail、核因子κB受体活化因子配体(RANKL)和甲状旁腺激素相关肽(PTHrP)的表达水平。结果表明,SCC-SCs和VSCC-SCs均促进了骨吸收、破骨细胞活化以及MMP9、MT1-MMP、Snail、RANKL和PTHrP的表达水平。然而,SCC-SCs的作用较VSCC-SCs更为显著。最后,利用微阵列数据预测了VSCC-SCs和SCC-SCs对OSCC骨侵犯差异影响的潜在基因。结果显示,IL1B、ICAM1、FOS、CXCL12、INS和NGF可能是这些差异影响的基础。总之,VSCC-SCs和SCC-SCs可能通过增强癌细胞和基质细胞中RANKL的表达(由PTHrP介导)促进OSCC的骨侵犯;但SCC-SCs的作用更为显著。这些发现可能代表了OSCC骨侵犯的潜在调控机制。

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
不同亚型的癌相关基质细胞(SCC-SCs与VSCC-SCs)如何影响口腔鳞状细胞癌的骨侵犯及其潜在调控机制?
核心机制
SCC-SCs和VSCC-SCs可能通过增强PTHrP介导的RANKL表达(在癌细胞和基质细胞中)促进破骨细胞活化和骨吸收,从而促进OSCC骨侵犯。
主要证据
体外TRAP染色显示SCC-SCs和VSCC-SCs增加TRAP阳性细胞;体内H&E和TRAP染色显示骨吸收和破骨细胞增多;IHC显示MMP9、MT1-MMP、Snail、RANKL和PTHrP表达上调。
研究意义
这些发现揭示了OSCC骨侵犯的潜在调控机制,可能有助于OSCC患者的治疗和预后。

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

体外破骨细胞活化实验

评估VSCC-SCs、SCC-SCs和HDFs对破骨细胞活化的影响

将RAW264.7细胞与HSC-3及基质细胞按3:3:1比例混合培养,3天后进行TRAP染色,计数TRAP阳性细胞。

2

体内骨破坏模型建立

在体内评估不同基质细胞对HSC-3骨侵犯的影响

将HSC-3与基质细胞混合皮下注射至小鼠颅顶,4周后取材进行组织学分析。

3

组织学染色分析

观察骨侵犯类型和骨吸收程度

对小鼠头部组织进行脱钙、包埋、切片,进行H&E和AE1/3染色,评估骨侵犯类型。

4

破骨细胞活化检测

检测骨侵犯区域破骨细胞的数量和形态

对组织切片进行TRAP染色,计数TRAP阳性多核破骨细胞,并评估其形状和大小。

5

蛋白表达检测

评估骨侵犯区域MMP9、MT1-MMP、Snail、RANKL和PTHrP的表达

免疫组化染色,计算IHC评分(阳性率×强度),比较各组表达差异。

6

微阵列生信分析

筛选SCC-SCs与VSCC-SCs差异表达基因及与骨侵犯相关基因的相互作用

提取VSCC-SCs和SCC-SCs RNA进行微阵列,分析差异表达基因,并构建PPI网络和热图,筛选hub基因。

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
α-改良Eagle培养基Thermo Fisher Scientific--
胎牛血清Biowest--
抗生素-抗真菌剂Thermo Fisher Scientific--
II型胶原酶Invitrogen--
中性蛋白酶Invitrogen--
Accutase酶Invitrogen--
细胞筛网(100微米)Falcon; Corning--
TRAP染色试剂盒Cosmo BioAK04F
Carrazi苏木素Muto Pure Chemicals--
伊红Muto Pure Chemicals--
小鼠抗泛细胞角蛋白抗体(AE1/3)Abcamab27988
抗MMP9抗体Kyowa Pharma Chemical--
抗MT1-MMP抗体Kyowa Pharma Chemical--
兔抗Snail+SLUG抗体Abcamab180714
兔抗RANKL抗体Biossbs-0747R
抗PTHrP抗体Proteintech10817-1-AP
亲和素-生物素复合物试剂盒Vector LaboratoriesPK-6102
DAB底物Nichirei Biosciences--
RNeasy迷你离心柱Qiagen--
NanoDrop分光光度计Thermo Fisher Scientific--
生物分析仪Agilent Technologies--
低起始量快速扩增标记试剂盒Agilent Technologies--
SurePrint G3人类8×60K微阵列芯片(版本3.0)Agilent Technologies--
G2505C微阵列扫描仪Agilent Technologies--
异氟烷----

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
HSC-3、VSCC-SCs、SCC-SCs和HDFs的培养条件:α-MEM+10%FBS+1%抗生素/抗真菌剂,37°C,5% CO2
阅读提示:Materials and methods, Cells and cell culture
体外破骨细胞活化
细胞比例:RAW264.7:基质细胞:HSC-3 = 3:3:1;培养时间3天;TRAP阳性细胞计数方法
阅读提示:Materials and methods, TRAP staining of cells; Results, Figure 1
动物实验
小鼠品系、性别、年龄、体重;注射细胞剂量(HSC-3 1×10^6,基质细胞3×10^6);注射体积200μl;麻醉剂量(氯胺酮75mg/kg,美托咪定0.5mg/kg);饲养条件
阅读提示:Materials and methods, Experimental animals
组织处理与染色
固定4%PFA 12h;脱钙10%EDTA 4周4°C;切片厚度5μm;H&E染色时间(苏木素5min,伊红7min);TRAP染色步骤
阅读提示:Materials and methods, H&E staining; TRAP staining of tissue
免疫组化
抗原修复条件(微波1或8分钟,pH6或pH9缓冲液);一抗稀释度及孵育条件;IHC评分标准
阅读提示:Materials and methods, Immunohistochemistry
微阵列数据分析
RNA提取与质检;标记和扩增;芯片类型;差异表达基因筛选阈值|LogFC|>1;PPI网络combined score>0.4
阅读提示:Materials and methods, Microarray and bioinformatics analyses