ZNF280A的下调通过促进RPS14的泛素化和降解抑制结直肠癌细胞的增殖和致瘤性

Downregulation of ZNF280A inhibits proliferation and tumorigenicity of colorectal cancer cells by promoting the ubiquitination and degradation of RPS14.

作者信息Binle Tian, Jingyi Zhou, Guiming Chen, Tao Jiang, Qi Li, Jian Qin
PMID36059657
发布时间2022-08-17
DOI10.3389/fonc.2022.906281

实验完整度

高

包含临床组织样本分析、体外细胞功能实验、体内动物模型、转录组学分析、机制验证等至少两个独立证据层级,且含功能与机制验证。

主要模型

结直肠癌细胞系RKO和HCT116 BALB/c裸鼠皮下移植瘤模型 结直肠癌患者组织芯片

重点核对

ZNF280A在组织芯片中的表达水平与临床分期及淋巴结转移的相关性 ZNF280A敲低效率及对细胞增殖、凋亡、迁移等功能的影响 RPS14在ZNF280A敲低后表达及泛素化水平的变化 体内实验中每组小鼠数量(n=10)及注射细胞数(1×10^6) RPS14过表达对PI3K-Akt通路磷酸化水平的影响

摘要

结直肠癌(CRC)是死亡率最高的癌症之一,其发生恶性表型涉及复杂的分子机制。ZNF280A是锌指蛋白家族成员,本研究显示其是CRC肿瘤发生的促进因子。ZNF280A在CRC组织中显著上调,并与肿瘤进展和患者预后不良显著相关。功能缺失研究表明,ZNF280A敲低通过抑制体外细胞增殖、集落形成、细胞凋亡、细胞周期分布和细胞迁移,以及抑制体内CRC细胞的肿瘤发生,从而抑制CRC的发展和进展。接下来,我们证明了RPS14是ZNF280A的下游靶标,ZNF280A敲低促进了CRC中RPS14的泛素化和降解。此外,我们证明了RPS14通过PI3K-Akt信号通路调控CRC的发展。综上所述,我们的研究首次提供了关于CRC中ZNF280A/RPS14/PI3K-Akt轴的清晰新见解,为未来临床应用中的早期检测、诊断和治疗提供了潜在靶点。

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
本文旨在研究ZNF280A在结直肠癌中的表达及其对肿瘤进展的影响,并探索其下游靶标及分子机制。
核心机制
ZNF280A通过抑制RPS14的泛素化和降解,稳定RPS14,从而通过PI3K-Akt信号通路促进CRC的发展。
主要证据
通过组织芯片IHC分析发现ZNF280A高表达与临床分期及预后不良相关;通过敲低ZNF280A体外实验显示细胞增殖、集落形成受抑,凋亡增加,体内实验显示肿瘤生长受抑;通过转录组分析及qPCR/WB验证RPS14为下游靶标;通过Western blot、Co-IP及MG132实验证实ZNF280A调控RPS14泛素化降解。
研究意义
本文首次揭示ZNF280A/RPS14/PI3K-Akt轴在CRC中的作用,为CRC的早期检测、诊断和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

临床样本分析

探究ZNF280A在CRC组织中的表达及其与临床病理特征和预后的关系。

使用包含98例CRC组织和72例癌旁组织的组织芯片,通过免疫组化检测ZNF280A表达,并统计分析其与临床参数及生存期的关联。

2

体外功能实验

验证ZNF280A敲低对CRC细胞增殖、凋亡、迁移等恶性表型的影响。

在RKO和HCT116细胞中通过慢病毒介导的shRNA敲低ZNF280A,利用MTT实验检测细胞活力,克隆形成实验检测集落形成能力,流式细胞术检测细胞凋亡和周期,Transwell实验检测细胞侵袭。

3

体内致瘤实验

验证ZNF280A敲低对CRC细胞体内肿瘤形成能力的影响。

将稳定敲低ZNF280A的RKO细胞或对照细胞皮下注射入BALB/c裸鼠,定期测量肿瘤体积,3周后取材称重,并检测Ki67增殖指数。

4

下游靶标筛选与验证

鉴定ZNF280A的下游靶标基因。

对敲低ZNF280A的RKO细胞进行mRNA表达谱芯片分析,结合IPA等生物信息学分析筛选差异表达基因,并通过qPCR、Western blot验证候选基因RPS14的表达变化。

5

回补实验验证调控关系

验证RPS14过表达能否逆转ZNF280A敲低对CRC细胞的影响,从而确认ZNF280A和RPS14的上下游关系。

在RKO细胞中单独或同时改变ZNF280A和RPS14表达,通过Celigo细胞计数实验检测增殖、克隆形成实验、划痕和Transwell迁移实验、流式凋亡实验观察表型变化。

6

信号通路分析

探究RPS14调控CRC发展的潜在信号通路。

通过KEGG通路富集分析预测PI3K-Akt通路,并利用CDK1抑制剂Ro-3306处理过表达RPS14的细胞,Western blot检测Akt磷酸化水平,功能实验评估细胞生长和凋亡。

7

泛素化机制研究

阐明ZNF280A调控RPS14蛋白稳定性的分子机制。

通过UbiBrowser预测RPS14的E3连接酶,结合亚细胞定位分析;利用MG132抑制蛋白酶体,观察RPS14表达变化;通过放线菌酮实验检测蛋白降解速率;通过Co-IP验证SYVN1与ZNF280A的相互作用,以及ZNF280A对RPS14泛素化水平的影响。

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
ZNF280A抗体BIOSSbs-12839R
组织芯片Shanghai Outdo Biotech CompanyHColA180Su15
RPMI-1640培养基Life Technologies--
胎牛血清Life Technologies--
TRIzol试剂Life Technologies--
PrimeScript RT试剂盒TaKaRa--
SYBR Green I染料Applied Biosystems--
QuantStudio 6 Flex实时荧光定量PCR系统Applied Biosystems--
Lipofectamine RNAiMAX转染试剂Thermo Fisher13778-075
RIPA裂解缓冲液Millipore--
BCA蛋白定量试剂盒HyClone-Pierce--
PVDF膜----
增强化学发光试剂Amersham--
MTT试剂GenView--
酶标仪Tecan--
Celigo细胞成像分析仪Nexcelom--
Annexin V-APC凋亡检测试剂盒eBioscience88-8007
碘化丙啶----
FACScan流式细胞仪----
辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔IgG----
基质胶BD Biosciences--
8μm孔径Transwell小室Millipore--
Dynabeads磁珠Invitrogen--
抗体Sigma--
Ro-3306----
MG132----

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
临床样本分析
组织芯片类型:HColA180Su15;患者数量(CRC=98,癌旁=72);IHC评分标准;ZNF280A抗体浓度(文中未明确说明)。
阅读提示:Materials and methods - Immunohistochemistry;Table 1, 2;Figure 1
细胞培养与转染
细胞系:RKO、HCT116;培养基:RPMI-1640+10%FBS;转染试剂:Lipofectamine RNAiMAX;shRNA序列(表S3);转染后培养时间72h。
阅读提示:Materials and methods - Cell lines and cell culture;Cell transfection;Supplementary Table S3
体外功能实验
MTT实验:MTT浓度5mg/mL,检测波长490nm;克隆形成实验:细胞接种数(文中未明确说明),培养天数8天;凋亡检测试剂盒:Annexin V-APC;细胞周期染液配方;Transwell实验:细胞数4x10^4,培养24h。
阅读提示:Materials and methods - MTT assay, Celigo cell counting assay, Colony formation assay, Cell apoptosis and cells cycle assay, Transwell cell invasion assay
体内动物实验
小鼠品系:BALB/c (nu/nu);每组数量10只;细胞注射数1x10^6;肿瘤测量频率:每周一次;观察时间3周;肿瘤体积计算公式。
阅读提示:Materials and methods - Animal experiment;Figure 3
下游靶标验证
芯片平台:PrimeView Human Gene Expression Array;差异基因筛选阈值;qPCR引物(表S2);Western blot抗体列表(表S1)。
阅读提示:Materials and methods - Real-time PCR, Western blotting;Results - RPS14 is the downstream target;Supplementary Tables S1, S2
泛素化机制研究
MG132使用浓度和处理时间(文中未明确说明);CHX实验条件(文中未明确说明);Co-IP中抗体和磁珠用量;UbiBrowser预测结果参数。
阅读提示:Results - ZNF280A knockdown promotes the ubiquitination and degradationof RPS14;Figure 7