EZH2/hSULF1轴介导受体酪氨酸激酶信号传导以塑造软骨肿瘤进展

EZH2/hSULF1 axis mediates receptor tyrosine kinase signaling to shape cartilage tumor progression.

作者信息Zong-Shin Lin, Chiao-Chen Chung, Yu-Chia Liu, Chu-Han Chang, Hui-Chia Liu, Yung-Yi Liang, Teng-Le Huang, Tsung-Ming Chen, Che-Hsin Lee, Chih-Hsin Tang, Mien-Chie Hung, Ya-Huey Chen
PMID36622753
期刊Elife
发布时间2023-01-09
DOI10.7554/eLife.79432

实验完整度

包含体外细胞功能实验、机制验证(RTK array、Western blot、IP)、体内异种移植模型以及患者样本IHC验证,证据层级多且包含功能与机制验证。

主要模型

软骨肉瘤细胞系JJ012和CH2879 正常原代软骨细胞 BALB/c裸鼠异种移植模型 原位异种移植模型

重点核对

EZH2表达水平及H3K27me3水平 SULF1表达水平及EZH2靶向结合 cMET及其下游信号磷酸化水平 EZH2或cMET抑制剂处理浓度 动物模型分组及肿瘤测量方案

摘要

软骨肉瘤是软骨组织的主要癌症,能够转变为高度侵袭性、转移性和难治性状态,导致预后不良,去分化亚型的五年生存率为11个月。目前,手术切除是软骨肉瘤唯一有效的治疗方法,没有其他治疗选择,包括靶向治疗、常规化疗或免疫疗法。在这里,我们确定了涉及EZH2/SULF1/cMET轴的信号通路,该通路有助于软骨肉瘤的恶性程度,并为该疾病提供了潜在的治疗选择。无偏见的染色质免疫沉淀测序、cDNA微阵列分析和软骨肉瘤细胞系的验证确定了硫酸酯酶1(SULF1)是EZH2靶向的调控软骨肉瘤进展的首要基因。EZH2的过表达导致软骨肉瘤细胞系中SULF1的下调,进而激活cMET通路。cMET的药物抑制或基因沉默的cMET通路显著延缓软骨肉瘤的生长并延长小鼠的生存期。EZH2/SULF1/cMET轴的调控在软骨肉瘤患者样本中得到了进一步验证。这些结果不仅建立了一个促进软骨肉瘤恶性程度的信号通路,而且为开发有效靶向治疗软骨肉瘤提供了治疗潜力。

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
EZH2/SULF1轴是否通过调控受体酪氨酸激酶信号通路影响软骨肉瘤进展,并可作为潜在治疗靶点。
核心机制
EZH2通过H3K27me3表观遗传修饰抑制SULF1表达,导致HSPG硫酸化水平升高,增强HGF/cMET/CD44三元复合物形成,激活cMET下游信号通路(AKT、ERK、p38),促进软骨肉瘤恶性进展。
主要证据
EZH2在软骨肉瘤细胞系中高表达,敲低EZH2可上调SULF1并抑制细胞增殖、迁移和集落形成;SULF1过表达降低cMET磷酸化并抑制肿瘤生长;cMET抑制剂crizotinib在体内外均有效抑制肿瘤生长并延长小鼠生存期。
研究意义
该研究为软骨肉瘤提供了新的治疗靶点,支持使用cMET抑制剂(如crizotinib)作为潜在治疗策略,具有转化医学意义。

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

检测EZH2在软骨肉瘤中的表达及预后相关性

验证EZH2在软骨肉瘤中的表达水平及其与患者预后的关联。

通过Western blot检测EZH2和H3K27me3在正常软骨细胞和软骨肉瘤细胞系中的表达,利用Kaplan-Meier Plotter分析EZH2表达与肉瘤患者总生存期的相关性。

2

鉴定EZH2靶基因SULF1

识别EZH2直接调控的下游基因,并验证其表达变化。

通过cDNA微阵列和EZH2 ChIP-seq分析重叠基因,筛选出候选基因SULF1;使用qChIP验证EZH2结合SULF1启动子,qRT-PCR和Western blot检测SULF1表达。

3

验证SULF1的功能

评估SULF1对软骨肉瘤细胞恶性表型和体内肿瘤生长的影响。

建立SULF1稳定过表达细胞系,进行增殖、迁移、集落形成实验,并采用异种移植模型评估肿瘤生长。

4

研究SULF1对cMET信号通路的调控机制

阐明SULF1抑制cMET信号通路的分子机制。

利用磷酸化RTK抗体芯片和Western blot检测cMET及其下游信号(AKT、ERK、p38),免疫共沉淀检测cMET与CD44相互作用,流式细胞术检测HSGAG硫酸化水平。

5

评估EZH2和cMET抑制剂对软骨肉瘤的治疗效果

验证EZH2和cMET小分子抑制剂对软骨肉瘤细胞和动物模型的治疗潜力。

用EZH2抑制剂(GSK343、EPZ-6438)和cMET抑制剂(tivantinib、crizotinib、capmatinib)处理细胞,检测细胞活力和集落形成;体内实验用crizotinib处理原位异种移植小鼠,监测肿瘤生长和生存期。

6

临床样本验证EZH2/SULF1/cMET轴的病理相关性

在患者样本中验证EZH2、SULF1和磷酸化cMET的表达差异。

使用免疫组化染色检测人骨肉瘤组织芯片中EZH2、SULF1和磷酸化cMET的表达,进行H-score评分。

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Gibco--
F12培养基Gibco--
RPMI1640培养基Gibco--
McCoy's 5A培养基----
胎牛血清----
青霉素/链霉素----
聚凝胺----
蛋白酶抑制剂----
蛋白A/GRoche Applied Science--
PVDF膜----
ChemiDoc Touch成像系统Bio-Rad--
β-肌动蛋白抗体Santa Cruz Biotechnologysc-47778
pAKT抗体Cell Signaling Technologysc-7985-R
AKT抗体Cell Signaling Technology9272
pCMET抗体Cell Signaling Technology3077
pCMET抗体ABclonalAP0533
cMET抗体Cell Signaling Technology8198
CD44v6抗体R&D SystemsBBA13
pERK 1/2抗体Genetex BiotechnologyGTX59568
pERK 1/2抗体Cell Signaling Technology9101
ERK 1/2抗体Cell Signaling Technology4695
H3K27me3抗体Cell Signaling Technology9733
H3K27me3抗体Abcamab6002
组蛋白H3抗体Genetex BiotechnologyGTX122148
组蛋白H3抗体Cell Signaling Technology9715
pP38抗体Cell Signaling Technology9211
P38抗体Santa Cruz Biotechnologysc-7149
SULF1抗体Abcamab32763
10E4抗体Amsbio370255
MTS溶液PromegaRG3580
MTTInvitrogenM6494
Transwell小室CORstarCOR-3422
Trizol试剂Invitrogen--
SYBR Green染料RocheKK4600
LightCycler 480Roche--
EZ-ChIP试剂盒Upstate17-371
G418InvivoGenAnti-gn-1
jetPRIME转染试剂PolyplusPO-114-15
TransIT-2020转染试剂MirusMS-MIR5400
FACSVerse流式细胞仪BD--
小鼠IgM FITC----
人磷酸化受体酪氨酸激酶抗体芯片试剂盒R&D SystemsARY001B
骨癌组织芯片US BiomaxB0481
骨癌组织芯片US BiomaxB0481a
抗原修复液Abcamab970
全切片扫描仪LeicaAperio
卡马替尼SelleckchemINCB28060
克唑替尼SigmaPZ0191
替凡替尼SelleckchemS2753
EPZ-6438MCEHY-13803
GSK343SigmaSML0766

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
软骨肉瘤细胞系JJ012和CH2879的来源及培养条件
阅读提示:Materials and methods - Cell culture
EZH2敲低
shRNA序列、感染效率和评价时间
阅读提示:Materials and methods - Lentiviral infection; Figure 1C-D
SULF1过表达
稳定转染构建方法、选择标记和表达水平验证
阅读提示:Materials and methods - Establishment of stable cell lines; Figure 3A
功能实验
细胞增殖、迁移、集落形成实验的具体参数(细胞密度、时间等)
阅读提示:Materials and methods - Proliferation assay, Migration assay, Clonogenic assay
机制实验
处理条件(HGF浓度、抑制剂浓度)、抗体信息
阅读提示:Materials and methods - Immunoblotting, Immunoprecipitation; Figure 4-6
体内实验
动物品系、细胞接种数量、给药方式和剂量、测量时间点
阅读提示:Materials and methods - Animal studies; Figure 3F, 4I, 7
临床样本验证
组织芯片类型、IHC染色和评分方法
阅读提示:Materials and methods - Immunohistochemical staining and scoring; Figure 8