TRIM15与AKT/FOXO1轴及LASP1形成调控环,调节HCC细胞对TKI的敏感性

TRIM15 forms a regulatory loop with the AKT/FOXO1 axis and LASP1 to modulate the sensitivity of HCC cells to TKIs.

作者信息Chong Yang, Xin Jin, Xingchao Liu, Gang Wu, Wenhao Yang, Beichuan Pang, Jipeng Jiang, Dongxu Liao, Yu Zhang
PMID36670097
发布时间2023-01
DOI10.1038/s41419-023-05577-7

实验完整度

包含细胞实验、动物模型和患者样本等多层级验证,涵盖功能验证(CCK-8、凋亡、迁移)和机制验证(Co-IP、泛素化、ChIP-qPCR)。

主要模型

Huh7细胞 Hep3B细胞 裸鼠异种移植模型 HCC患者肿瘤样本

重点核对

TKI处理时间及剂量(如3 μM regorafenib或sorafenib处理不同时间) TRIM15敲低或过表达对IC50的影响 AKT/FOXO1轴抑制剂(MK2206、AS1842856)处理 LASP1 K75A突变对泛素化和核转位的影响 裸鼠异种移植实验的细胞注射量和给药方式

摘要

对于不适合手术切除的晚期或转移性肝细胞癌(HCC)患者,全身治疗被认为是标准治疗。近年来,一小部分不可切除的HCC患者受益于酪氨酸激酶抑制剂(TKIs),这些患者的总生存期显著延长。然而,所有应答者最终都会产生对TKI治疗的耐药性。三基序蛋白(TRIM)家族成员TRIM15作为E3连接酶介导细胞中底物的多聚泛素化。然而,TRIM15在HCC中的生物学作用仍是一个谜。在我们的研究中,我们的结果表明,经TKI处理后,TRIM15在肝癌细胞中异常上调,并且TRIM15的这种上调有助于肝癌细胞对TKI的耐药性。然后,我们证明了TKI处理后TRIM15的上调是由AKT/FOXO1轴介导的。此外,我们证明了TRIM15通过介导LASP1的K63连接的多聚泛素化诱导其核转位,通过增加AKT的磷酸化和肝癌细胞中Snail的表达来调节对TKIs的敏感性。总的来说,我们确定了细胞中一个新的AKT/FOXO1/TRIM15/LASP1环,这为克服HCC中的TKI耐药性提供了潜在的候选靶点。

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
TRIM15在HCC中对TKI敏感性的调控作用及其分子机制是什么?
核心机制
TKI处理抑制AKT,导致FOXO1入核促进TRIM15转录;TRIM15通过K63连接泛素化LASP1诱导其核转位,核内LASP1激活AKT信号并上调Snail表达,形成正反馈环,导致TKI耐药。
主要证据
细胞实验显示TKI上调TRIM15,敲低TRIM15降低IC50并增加凋亡;机制上通过Co-IP、泛素化实验、ChIP-qPCR证实TRIM15与LASP1相互作用及FOXO1结合TRIM15启动子;体内实验显示敲低TRIM15增强TKI抗肿瘤效果。
研究意义
揭示AKT/FOXO1/TRIM15/LASP1调控环,为克服HCC对TKI耐药提供潜在治疗靶点。

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

TKI诱导TRIM15表达上调

验证TKI处理是否影响TRIM15表达

用regorafenib和sorafenib处理Huh7和Hep3B细胞,检测TRIM15蛋白和mRNA水平,并建立耐药细胞系。

2

AKT/FOXO1轴介导TRIM15上调

探究TKI诱导TRIM15上调的机制

使用数据库预测转录因子,ChIP-qPCR验证FOXO1结合TRIM15启动子,报告基因实验验证启动子活性,并通过siRNA或抑制剂干扰FOXO1。

3

TRIM15调控TKI敏感性

验证TRIM15是否影响HCC细胞对TKI的敏感性

敲低或过表达TRIM15,检测IC50、凋亡和体内肿瘤生长。

4

TRIM15激活AKT-mTOR通路并促进EMT

探究TRIM15调控TKI敏感性的下游机制

RNA-seq和GSEA分析,Western blot检测AKT和S6K1磷酸化,迁移和侵袭实验。

5

TRIM15与LASP1相互作用调控TKI敏感性

验证LASP1是否为TRIM15的关键下游效应分子

Co-IP和GST pull-down验证相互作用,敲低LASP1检测对AKT和Snail的影响,以及功能实验。

6

TRIM15促进LASP1 K63泛素化和核转位

阐明TRIM15调控LASP1的分子机制

检测LASP1的泛素化类型,通过质谱鉴定泛素化位点,构建K75A突变体验证功能。

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
DMEM培养基ThermoFisher Scientific--
胎牛血清Life-iLab BiotechAC03L055
支原体检测试剂盒InvivoGen--
瑞戈非尼SelleckS1178
索拉非尼SelleckS7397
AS1842856SelleckS8222
MK2206SelleckS1078
MG132SelleckS2619
OmicLink™表达克隆(CMV启动子)GeneCopoeiaEX-V0006-M14
Annexin V-7AAD试剂盒4A BiotechFXP147-100
RIPA裂解液BeyotimeP0013
蛋白A+G琼脂糖珠BeyotimeP2029
免疫球蛋白GBeyotimeA7007
PVDF膜Millipore--
ECL检测试剂Thermo Fisher Scientific--
ChemiDoc XRS凝胶成像系统Bio-Rad Laboratories--
BeyoMag™抗GST磁珠BeyotimeP2138
TRIzol试剂Thermo Fisher Scientific--
PrimeScript™逆转录试剂盒Takara Bio Inc.RR037A
TB Green™快速qPCR预混液Takara Bio Inc.RR430A
染色质提取试剂盒Abcamab117152
一步法磁珠ChIP试剂盒Abcamab156907
CCK-8试剂BeyotimeC0037
基质胶BD Bioscience--
BioCoat基质胶侵袭小室BD Biosciences--
BALB/C-nu/nu裸鼠----
抗β-肌动蛋白抗体Proteintech66009-1-Ig
抗TRIM15抗体Proteintech13623-1-AP
抗LASP1抗体Proteintech68080-1-Ig
抗FOXO1抗体Cell Signaling Technology2880S
抗PARP1抗体Proteintech13371-1-AP
抗AKT抗体Bioss antibodiesbsm-33278M
抗S6K1抗体Cell Signaling Technology2708
抗磷酸化S6K1(T398)抗体Cell Signaling Technology9209
抗裂解半胱天冬酶3抗体Cell Signaling Technology9661
抗半胱天冬酶3抗体Proteintech19677-1-AP
抗磷酸化AKT(S473)抗体Cell Signaling Technology4060S
抗磷酸化AKT(T308)抗体Cell Signaling Technology13038

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
细胞系来源和培养条件(DMEM+10%FBS,37°C,5%CO2)
阅读提示:Methods and materials 中 Cell lines, chemicals and antibodies
TKI处理
药物浓度和时间(如3 μM regorafenib或sorafenib处理不同时间)
阅读提示:图1图例及Results部分
基因敲低或过表达
siRNA/shRNA序列、转染时间和质粒构建
阅读提示:Methods和补充材料Table S1
IC50测定
细胞密度、药物梯度范围、处理时间和CCK-8检测条件
阅读提示:Cell Counting Kit-8 assay方法部分
体内异种移植
小鼠品系、年龄、皮下注射细胞数(5×10^6)、肿瘤测量频率和给药剂量(如50 mg/kg sorafenib口服)
阅读提示:Nude mice xenografts assay方法部分及图5图例