细胞内FGF1通过HMGA1不依赖FGF受体促进甲状腺癌的侵袭和迁移

Intracellular FGF1 promotes invasion and migration in thyroid carcinoma via HMGA1 independent of FGF receptors.

作者信息Zuyao Chen, Xiaolin Zhong, Weiqiang Tang, Min Xia, Chang Liu, Yinping Guo, Yan Yi, Qingshan Jiang, Xuyu Zu, Jing Zhong
PMID36952626
发布时间2023-04-26
DOI10.1530/EC-23-0014

实验完整度

高

包含临床组织样本检测、细胞系功能实验、EMT标志物检测、受体非依赖验证、HMGA1调控及回补实验等多层级验证。

主要模型

人甲状腺乳头状癌细胞系B-CPAP 人甲状腺未分化癌细胞系CAL-62 人甲状腺癌组织样本 人正常甲状腺滤泡上皮细胞系Nthy-ori 3-1

重点核对

FGF1在PTC组织中的表达水平(n=38,FC=2.4) PTC组织淋巴结转移状态分组(LM(+) n=27, LM(-) n=11) FGF1过表达(LV-FGF1)和敲低(LV-FGF1 shRNA) HMGA1过表达(质粒)和敲低(LV-HMGA1 shRNA) FGFR1抑制剂SU5402和FGFR4抑制剂H3B-6527处理

摘要

背景:成纤维细胞生长因子1(FGF1)在许多肿瘤中广泛扩增,并加速肿瘤的侵袭和转移。然而,FGF1参与甲状腺癌(TC)的作用和精确分子机制仍不清楚。方法:采用实时定量聚合酶链反应和蛋白质印迹法检测TC组织和细胞系中FGF1、高迁移率族蛋白A(HMGA1)、上皮间质转化(EMT)相关因子及FGFs的mRNA和蛋白水平。采用免疫组织化学检测FGF1和HMGA1的表达。采用免疫荧光染色检测FGF1和HMGA1的共表达。采用Transwell和伤口愈合实验评估FGF1对细胞侵袭和迁移能力的影响。结果:FGF1在甲状腺乳头状癌(PTC)组织和细胞系中表达上调,且在伴有宫颈淋巴结转移的PTC组织中相对较高。此外,FGF1通过EMT通路促进侵袭和转移。机制上,FGF1通过不依赖FGF受体的细胞内功能促进EMT。有趣的是,我们证明FGF1可以上调TC细胞中HMGA1的表达,且FGF1与HMGA1在PTC组织中的表达呈正相关。FGF1和HMGA1在细胞核中有明显的共定位。我们进一步揭示FGF1通过上调HMGA1促进TC细胞的侵袭和迁移。结论:细胞内FGF1可通过介导HMGA1的表达,不依赖FGF受体,促进TC的侵袭和迁移,FGF1可能成为TC的有效治疗靶点。

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
FGF1在甲状腺癌中是否促进侵袭和迁移,其分子机制是否依赖FGF受体及是否通过HMGA1发挥作用?
核心机制
细胞内FGF1不依赖FGF受体,通过上调HMGA1表达,激活上皮间质转化(EMT)通路,从而促进甲状腺癌细胞的侵袭和迁移。
主要证据
临床PTC组织中FGF1和HMGA1表达上调且相关;B-CPAP和CAL-62细胞中FGF1过表达增强迁移侵袭并改变EMT标志物(E-cadherin降低,Vimentin和Slug升高),而敲低则相反;FGFR抑制剂不影响FGF1的作用;HMGA1敲低可逆转FGF1过表达的效果,HMGA1过表达可部分挽救FGF1敲低的抑制效果。
研究意义
作者提出FGF1可能成为甲状腺癌的有效药物反应指标和潜在治疗靶点,抑制FGF1表达可能阻止疾病进展。

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FGF1在甲状腺癌组织和细胞中的表达

验证FGF1在甲状腺癌中是否异常表达及其与临床病理特征的关系。

采用RT-qPCR和Western blot检测PTC组织及多种TC细胞系中FGF1 mRNA和蛋白水平,并与正常组织及正常甲状腺细胞比较;采用免疫组织化学检测PTC和ATC组织中FGF1的表达定位。

2

评估FGF1对甲状腺癌细胞迁移和侵袭的影响

检测FGF1过表达或敲低是否影响甲状腺癌细胞的迁移和侵袭能力。

在B-CPAP和CAL-62细胞中分别感染LV-FGF1(FGF1 OE)和LV-FGF1 shRNA(FGF1 KD),通过伤口愈合和Transwell实验检测迁移和侵袭能力。

3

检测FGF1对EMT标志物的影响

验证FGF1是否通过调节EMT相关蛋白促进细胞侵袭迁移。

通过Western blot检测FGF1 OE和KD后B-CPAP和CAL-62细胞中E-cadherin、Vimentin和Slug的蛋白水平。

4

验证FGF1作用是否依赖FGF受体

探究FGF1促进EMT的作用是否需要FGF受体。

检测PTC组织中FGFR1-4 mRNA水平及FGF1 OE后FGFR1-4 mRNA和蛋白水平;使用FGFR1抑制剂SU5402和FGFR4抑制剂H3B-6527处理,观察对FGF1诱导的EMT相关蛋白的影响。

5

研究FGF1对HMGA1表达的调控

探究FGF1是否上调HMGA1并与其共定位。

Western blot检测FGF1 OE和KD后HMGA1蛋白水平;免疫荧光检测FGF1和HMGA1在PTC组织和细胞中的共定位;RT-qPCR检测PTC组织中FGF1和HMGA1 mRNA相关性;免疫组化检测PTC和ATC组织中HMGA1表达。

6

通过回补实验验证FGF1-HMGA1轴

验证HMGA1是否为FGF1促进侵袭迁移和EMT所必需。

在B-CPAP和CAL-62细胞中进行回补实验:FGF1 OE联合HMGA1 KD,以及FGF1 KD联合HMGA1 OE,通过伤口愈合和Transwell实验检测迁移侵袭能力,并用Western blot检测EMT标志物。

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
RPMI-1640培养基Gibco--
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清HyClone--
非必需氨基酸Gibco--
FGF1慢病毒短发夹RNAGenechem--
HMGA1慢病毒短发夹RNAGenechem--
FGF1慢病毒过表达载体Genechem--
HMGA1质粒----
Lipofectamine 2000转染试剂Life Technologies--
TRIzol试剂CWBIO--
RevertAid第一链cDNA合成试剂盒Fermentas--
TB Green Premix Ex Taq IITakara--
ABI-7500实时PCR系统Applied Biosystems--
RIPA裂解液----
BCA蛋白定量试剂盒CWBIO--
PVDF膜Millipore--
兔抗FGF1抗体AbcamWH168080
小鼠抗HMGA1抗体Santa Cruz BiotechnologySC-393213
小鼠抗FGFR1抗体Proteintech60325-1-lg
兔抗FGFR4抗体Proteintech11098-1-AP
兔抗磷酸化FGFR1 (Y653/Y654)抗体AbclonalAP1317
兔抗磷酸化FGFR2 (Tyr463/Tyr466)抗体Biossbs-5362R
兔抗磷酸化FGFR3 (Y724)抗体AbclonalAP1274
兔抗磷酸化FGFR4 (Y642)抗体CusabioCSB-PA008250
小鼠抗E-钙黏蛋白抗体BD Biosciences610182
兔抗波形蛋白抗体Cell Signaling10366-1-AP
小鼠抗β-肌动蛋白抗体ORIGENETAB11000
兔抗Slug抗体Proteintech12129-1-AP
辣根过氧化物酶标记的驴抗兔抗体Millipore--
辣根过氧化物酶标记的驴抗小鼠抗体CWBIO--
Alexa 488标记的驴抗小鼠二抗Invitrogen--
Cy3标记的驴抗兔二抗Invitrogen--
Hoechst染料Beyotime--
Transwell小室Corning Costar8
GraphPad Prism软件GraphPad Prism Software--
SU5402(FGFR1抑制剂)----
H3B-6527(FGFR4抑制剂)----

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
临床样本收集
患者纳入排除标准、样本数量(n=38)、淋巴结转移状态分组(LM(+)和LM(-))、TNM分期
阅读提示:Materials and methods - Tissues of patients
细胞系和培养条件
细胞系来源和培养基(RPMI-1640或DMEM)、胎牛血清浓度、培养条件(37°C,5% CO2)
阅读提示:Materials and methods - Cell lines
基因操作
FGF1和HMGA1的敲低及过表达方法(慢病毒或质粒转染)、对照(shRNA-NC)、转染试剂
阅读提示:Materials and methods - Cell infection and transfection
RT-qPCR条件
RNA提取方法、逆转录试剂盒、PCR循环条件、内参基因、引物序列
阅读提示:Materials and methods - RNA isolation and real-time PCR及Table 1
Western blot条件
蛋白提取试剂、抗体稀释比例、孵育条件、显色系统
阅读提示:Materials and methods - Western blotting
FGFR抑制剂处理
SU5402和H3B-6527的使用浓度、处理时间及其对EMT和HMGA1表达的影响
阅读提示:Results - FGF1 promotes EMT...及Figure 3和Figure 4
功能实验
伤口愈合实验划痕时间点(0,24,48小时)、Transwell实验孵育时间(24小时)、细胞数量、基质胶是否使用
阅读提示:Materials and methods - Transwell assay及Wound healing assay