赖氨酰氧化酶样蛋白2对AKT的磷酸化激活PI3K/AKT信号通路促进食管鳞状细胞癌的增殖、侵袭和转移

Phosphorylation of AKT by lysyl oxidase-like 2 activates the PI3K/AKT signaling pathway to promote proliferation, invasion and metastasis in esophageal squamous carcinoma.

作者信息Zhiqin Fan, Yingmin Liu, Xinya Liu, Wei Nian, Xiaotong Huang, Qianqian Yang, Songyu Hou, Fei Chen
PMID36995521
发布时间2023-08
DOI10.1007/s12094-023-03133-5

实验完整度

包含免疫组化临床样本分析、细胞功能实验(增殖、凋亡、迁移、侵袭)、高通量测序及机制验证(Western blot、qRT-PCR),但缺乏体内动物模型验证。

主要模型

TE-1食管鳞癌细胞系(LOXL2敲低) KYSE30食管鳞癌细胞系(LOXL2过表达)

重点核对

LOXL2表达水平:需核对免疫组化评分标准及阳性判定阈值 细胞系选择:TE-1(高表达)和KYSE30(低表达)用于敲低和过表达 慢病毒感染:sh-LOXL2(80,056-1和80057-1)和LV-LOXL2的感染条件及MOI 药物处理浓度和时间:CCK-8检测时10% CCK-8溶液,孵育1小时 Transwell实验:基质胶浓度1 mg/ml,孵育时间由预实验确定

摘要

目的:食管鳞状细胞癌(ESCC)是胃肠道常见的侵袭性恶性肿瘤,治疗选择有限。本研究筛选ESCC中的关键基因LOXL2,并阐明其促进ESCC进展的分子机制。方法:采用免疫组织化学染色检测ESCC组织和癌旁组织中LOXL2的表达水平。采用CCK-8和Transwell实验评估LOXL2敲低和过表达对ESCC细胞增殖、凋亡、迁移和侵袭能力的影响。通过高通量测序分析筛选LOXL2促进ESCC进展的分子机制。采用Western blotting和qRT-PCR检测相关标志物的表达水平。结果:LOXL2在ESCC中阳性表达,且与不良预后高度相关。沉默LOXL2显著抑制ESCC细胞的增殖、迁移和侵袭能力,而过表达则表现出相反的表型。高通量测序提示LOXL2相关的差异表达基因在PI3K/AKT信号通路中高度富集。体外细胞实验证实,沉默LOXL2显著降低PI3K、p-AKTThr308和p-AKTSer473的基因和蛋白表达水平,而过表达则增加三者水平,但AKT的基因和蛋白表达水平无显著差异。结论:本研究发现LOXL2可能通过AKT的磷酸化调控PI3K/AKT信号通路,对ESCC细胞发挥促肿瘤作用。LOXL2可能成为ESCC的关键临床预警生物标志物或治疗靶点。

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
LOXL2在食管鳞状细胞癌中的表达及其促进肿瘤进展的分子机制是什么?
核心机制
LOXL2通过磷酸化AKT(Ser473和Thr308)激活PI3K/AKT信号通路,从而促进ESCC细胞的增殖、迁移和侵袭。
主要证据
临床标本免疫组化显示LOXL2高表达并与不良预后相关;细胞实验证明敲低LOXL2抑制增殖、迁移和侵袭,过表达则相反;高通量测序和Western blot/qRT-PCR证实LOXL2调控PI3K/AKT通路相关蛋白(PI3K、p-AKT)表达。
研究意义
LOXL2可能作为ESCC的临床预警生物标志物或治疗靶点,为精准个体化治疗和临床转化提供理论依据。

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

检测LOXL2在ESCC组织和癌旁组织中的表达差异及其与预后的关系

对37对ESCC及癌旁组织进行免疫组化染色,评估LOXL2表达水平,并结合临床病理参数进行相关性分析。

2

细胞系筛选和稳转株构建

筛选LOXL2表达差异的ESCC细胞系,并构建敲低和过表达稳转株

通过RT-qPCR检测六种ESCC细胞系中LOXL2 mRNA表达水平,选择高表达系TE-1和低表达系KYSE30,分别用慢病毒转染敲低和过表达LOXL2。

3

细胞功能实验

评估LOXL2对ESCC细胞增殖、细胞周期、凋亡、迁移和侵袭能力的影响

采用CCK-8实验检测细胞增殖,流式细胞术分析细胞周期和凋亡,Transwell实验检测迁移和侵袭能力。

4

高通量测序和生物信息学分析

筛选LOXL2相关的差异表达基因并富集分析,揭示可能的下游通路

对TE-1和KYSE30细胞进行RNA-seq,鉴定DEGs,并进行GO和KEGG通路富集分析,同时利用GEPIA和STRING数据库构建共表达网络。

5

机制验证

验证LOXL2通过磷酸化AKT调控PI3K/AKT信号通路

在LOXL2敲低和过表达的细胞模型中,通过qRT-PCR和Western blot检测PI3K、AKT、p-AKT(Ser473和Thr308)的表达水平。

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
KYSE450细胞系Shanghai YaJiYS3155C
KYSE510细胞系Shanghai YaJiYS2921C
KYSE30细胞系Shanghai YaJiYS321C
TE-1细胞系Shanghai YaJiYS290C
ECA109细胞系PricellaCL-0077
KYSE150细胞系PricellaCL-0638
胎牛血清Excell BioFND500
DMEM高糖培养基GIBCOC11995500BT
胰蛋白酶(0.25%胰蛋白酶-EDTA)GIBCO25200-056
CCK-8细胞增殖/毒性检测试剂盒TransGenFC101-03
病毒感染增强液HitransG AGenechemREVG004
病毒感染增强液HitransG PGenechemREVG005
Transwell小室Corning3422
LOXL2抗体BosterPB0759
PI3激酶p85α抗体Biossbs-0128R
AKT1抗体Biossbs-0115R
磷酸化Akt (Ser473)抗体Biossbs-12456R
磷酸化Akt (Thr308)抗体Biossbs-2720R
LOXL2抗体ORIGENETA807443

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
样本类型、分期、治疗史、免疫组化评分标准、阳性判定阈值、病理医师双盲判读、T分期和淋巴转移与LOXL2表达的相关性
阅读提示:见“材料与方法”中的“食管鳞癌标本收集”和“免疫组织化学”,以及“结果”部分Fig. 1和Table 2
细胞系培养与慢病毒转染
细胞系来源、培养条件、慢病毒载体、感染条件(密度、病毒滴度、感染时间)、MOI、筛选稳定转染株的方法
阅读提示:见“材料与方法”中的“材料”、“慢病毒转染”和“结果”Fig. 1c-e
细胞功能实验
细胞接种密度、处理时间、检测时间点、实验分组、重复数、统计方法
阅读提示:见“材料与方法”中的“CCK-8增殖实验”、“细胞周期实验”、“凋亡检测”、“细胞迁移实验”、“细胞侵袭实验”和“结果”Fig. 2和Fig. 3
高通量测序与生物信息学分析
RNA提取方法、文库构建、测序平台、DEG筛选标准、富集分析方法、参考数据库版本
阅读提示:见“材料与方法”中的“高通量测序”和“结果”Fig. 4
机制验证
qRT-PCR和Western blot的抗体信息、内参、蛋白提取和检测步骤、统计分析
阅读提示:见“材料与方法”中的“材料”和“结果”Fig. 5