Siglec-15诱导的自噬通过激活上皮间质转化和Beclin-1/ATG14通路促进人骨肉瘤细胞的侵袭和转移

Siglec-15-induced autophagy promotes invasion and metastasis of human osteosarcoma cells by activating the epithelial-mesenchymal transition and Beclin-1/ATG14 pathway.

作者信息Bingxin Zheng, Keliang Song, Lingling Sun, Yang Gao, Yan Qu, Chongmin Ren, Peng Yan, Wenfang Chen, Wei Guo, Chuanli Zhou, Bin Yue
PMID35842729
发布时间2022-07-16
DOI10.1186/s13578-022-00846-y

实验完整度

包括临床组织样本IHC、体外细胞功能实验、体内动物模型、分子机制验证(免疫共沉淀、GST-pulldown)等多层级验证。

主要模型

骨肉瘤细胞系U2OS和KHOS 骨肉瘤患者原发灶和肺转移灶组织样本 BALB/c nude小鼠尾静脉移植瘤模型

重点核对

Siglec-15和Beclin-1在骨肉瘤组织中的表达(IHC) Siglec-15敲低对迁移、侵袭和EMT的影响(Transwell、伤口愈合、Western blot) Siglec-15与Beclin-1的直接相互作用(免疫共沉淀、GST-pulldown) Beclin-1敲低和过表达对自噬、EMT和细胞骨架的影响 Siglec-15敲低对肺转移的影响(体内动物实验)

摘要

背景 肺转移是骨肉瘤预后不良的主要原因。唾液酸结合免疫球蛋白样凝集素15(Siglec-15)已被证明与骨肉瘤患者的肺转移明显相关。然而,Siglec-15对骨肉瘤自噬的影响仍不清楚,而Siglec-15相关自噬在肺转移中的作用和机制也仍然未知。 方法 使用免疫组织化学(IHC)检测骨肉瘤组织中Siglec-15和Beclin-1的表达水平。使用Transwell、伤口愈合和动物实验研究Siglec-15对骨肉瘤细胞转移的影响。当Siglec-15或Beclin-1被沉默或过表达时,使用Western blotting确认相应蛋白。使用免疫荧光和透射电子显微镜检测自噬和细胞骨架的变化。 结果 在肺转移灶和出现骨肉瘤肺转移的患者中评估了Siglec-15和Beclin-1的表达。免疫沉淀实验表明,Siglec-15与重要的自噬蛋白Beclin-1直接相互作用。此外,Siglec-15的缺失明显抑制了自噬并降低了Beclin-1/ATG14的表达。由Siglec-15沉默引起的侵袭和迁移能力下降可通过Beclin-1过表达逆转。此外,自噬可以促进上皮-间质转化(EMT)并影响细胞骨架重排,这通过Beclin-1的过表达或沉默得到证实。 结论 这些发现证实了Siglec-15在调节自噬中的作用,并阐述了自噬与骨肉瘤细胞转移之间的关系和机制。

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
Siglec-15是否通过调控自噬影响骨肉瘤细胞的侵袭和转移?
核心机制
Siglec-15直接与Beclin-1相互作用,通过Beclin-1/ATG14通路诱导自噬,进而促进上皮-间质转化(EMT)和细胞骨架重排,从而促进骨肉瘤细胞侵袭和转移。
主要证据
免疫共沉淀和GST-pulldown证明Siglec-15与Beclin-1直接结合;Western blot和免疫荧光显示Siglec-15敲低抑制自噬(LC3-II、ATG14、Beclin-1降低,p62升高)并抑制EMT(N-cadherin、vimentin、MMP-9降低,E-cadherin升高);Beclin-1敲低抑制迁移和侵袭,Beclin-1过表达逆转Siglec-15沉默的影响;体内实验显示Siglec-15敲低减少肺转移结节。
研究意义
揭示了Siglec-15诱导的自噬在骨肉瘤中的促转移作用,扩展了对自噬调控肿瘤转移的理解,并为转移性骨肉瘤的治疗提供了潜在靶点。

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

临床样本中Siglec-15和Beclin-1的表达分析

评估Siglec-15和Beclin-1在骨肉瘤原发灶和肺转移灶中的表达及其与肺转移的相关性。

对骨肉瘤组织样本进行免疫组织化学染色,比较有无肺转移组及配对原发灶和转移灶中的表达。

2

转录组分析

探究Siglec-15敲低对骨肉瘤细胞基因表达的影响,寻找相关通路。

对Siglec-15敲低的KHOS细胞进行RNA测序,并进行KEGG和GSEA分析。

3

体外细胞功能实验

验证Siglec-15对骨肉瘤细胞迁移、侵袭、自噬和EMT的影响。

使用shRNA敲低Siglec-15,通过Transwell、伤口愈合实验检测迁移和侵袭;Western blot检测自噬和EMT标志物;免疫荧光和TEM检测自噬流和细胞骨架。

4

分子机制验证

验证Siglec-15与Beclin-1的相互作用以及Beclin-1在Siglec-15调控自噬和转移中的作用。

通过免疫共沉淀和GST-pulldown验证相互作用;通过siRNA敲低Beclin-1和过表达Beclin-1,观察自噬、EMT、细胞骨架和细胞功能的变化。

5

体内动物实验

验证Siglec-15敲低对骨肉瘤细胞肺转移的影响。

将KHOS-shSiglec-15或对照细胞尾静脉注射入裸鼠,30天后取出肺组织,进行HE和IHC染色,计数转移结节。

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。

验证样本或模型特征
验证细胞功能变化
评估体内效果

产品清单

实验环节名称品牌货号
RPMI-1640培养基----
胎牛血清----
抗兔Siglec-15抗体 (AP11503b)AbceptaAP11503b
抗兔Beclin-1抗体 (ab210498)Abcamab210498
抗兔P62抗体 (ab207205)Abcamab207205
抗兔ATG14抗体 (bs-7462R)Biossbs-7462R
抗兔LC3A/B抗体 (12741)CST12741
抗兔LC3B抗体 (3868)CST3868
抗兔E-cadherin抗体 (bs-1519R)Biossbs-1519R
抗兔N-cadherin抗体 (bs-1172R)Biossbs-1172R
抗兔Vimentin抗体 (bs-0756R)Biossbs-0756R
抗兔MMP-9抗体 (13667)CST13667
抗兔GAPDH抗体 (AB0037)ShareBioAB0037
抗兔IgG (Hazel)标记抗体 (AB0101)ShareBioAB0101
RhoA激活检测试剂盒 (ab211164)Abcamab211164
ShSiglec-15慢病毒RiboBio--
SiBeclin-1RiboBio--
含Beclin-1和Siglec-15 cDNA的质粒RiboBio--
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
基质胶Corning354480,
Transwell小室Corning3422
蛋白A琼脂糖 (P007)Vigorous BiotechnologyP007
GST蛋白相互作用pull-down试剂盒Thermo Fisher--
透射电子显微镜 (H-600)HitachiH-600
鬼笔环肽-iFluor 594试剂 (ab176757)Abcamab176757
共聚焦显微镜 (FV10i)OlympusFV10i
TRIzol试剂Life Technologies--
BALB/c裸鼠Vitalriver--

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U2OS和KHOS的培养基(RPMI-1640+10%FBS+1%抗生素)、培养条件(37°C、5% CO2)
阅读提示:Materials and methods - Cell culture and antibodies
基因敲低和过表达
shSiglec-15序列(CTACGGAGAACTTGCTCAA等)、siBeclin-1序列,转染试剂Lipofectamine 3000,筛选浓度(2 mg/ml puromycin)
阅读提示:Materials and methods - Gene knockdown and ectopic expression
体外功能实验
Transwell实验基质胶包被与否、培养时间(24小时)、染色方法(甲醇固定、Giemsa染色);伤口愈合实验划痕后时间点(0和24小时)
阅读提示:Materials and methods - Transwell assays, Wound healing assays
分子相互作用
免疫沉淀抗体的用量、孵育时间(3小时)、protein A-agarose(P007)孵育1小时;GST-pulldown使用重组Beclin-1蛋白、KHOS细胞裂解液
阅读提示:Materials and methods - Immunoprecipitation, In vitro beclin-1-Siglec-15 pulldown
自噬检测
Western blot检测LC3-II、ATG14、Beclin-1、p62;TEM观察自噬囊泡;免疫荧光检测LC3斑点
阅读提示:Materials and methods - Western blotting, Transmission electron microscopy, Immunofluorescence assay
动物实验
细胞数量(3×10^6)、注射途径(尾静脉)、小鼠品系(6周龄雌性BALB/c裸鼠)、实验时间(30天)
阅读提示:Materials and methods - Generation of xenografts