铜死亡在神经母细胞瘤肿瘤发生和进展中作用的全面探索

Comprehensive exploration of the involvement of cuproptosis in tumorigenesis and progression of neuroblastoma.

作者信息Rui Zhou, Dongmei Huang, Wen Fu, Fangpeng Shu
PMID38012558
发布时间2023-11-27
DOI10.1186/s12864-023-09699-2

实验完整度

高

包含多个独立证据层级:基于TARGET和GEO数据库的队列分析、体外细胞实验(包括PDHA1敲低后的功能验证和流式细胞术周期分析)以及人组织样本的IHC/IF验证,明确了功能验证和机制验证。

主要模型

SH-SY5Y细胞系 SK-N-AS细胞系 HLECs人淋巴内皮细胞 NB患者组织样本(20例)

重点核对

铜死亡评分分组阈值:中位评分 siRNA敲低PDHA1后细胞增殖、侵袭、淋巴管生成能力的变化 PDHA1表达与肿瘤分期及NK细胞浸润的关系 GSEA富集分析显示低评分组富集细胞周期和DNA复制通路

摘要

背景 铜诱导的细胞死亡,即“铜死亡”,作为一种凋亡过程,近年来在人类疾病中受到广泛关注。最近关于铜死亡的研究为多种疾病尤其是癌症的发病机制提供了新的见解。然而,神经母细胞瘤(NB)与铜死亡在临床结局、肿瘤发生和治疗反应方面的关联仍不清楚。 方法 为了确定铜死亡在NB肿瘤发生和进展中的作用,本研究采用系统技术探索NB中10个关键铜死亡相关基因(CUGs)的特征模式。对TARGET和GEO数据库的共识聚类分析将NB患者分为两个亚组,这些亚组显示出不同的临床病理特征、分子模式、生存结局、疾病相关通路、肿瘤免疫微环境(TIME)特征和治疗反应。此外,建立了铜死亡评分方案,根据中位评分将NB患者分为高评分和低评分两组。此外,本研究基于该铜死亡评分建立了列线图和风险特征,以更好地阐明其在预测NB预后中的作用。使用Transwell实验、HLECs管形成实验、集落形成实验、Western Blotting实验、免疫组织化学(IHC)染色、免疫荧光(IF)染色和流式细胞术分析进行了体外实验。 结果 结果表明,建立的铜死亡评分和预测模型能有效区分低风险和高风险个体,并具有较高的预测价值。最后,生物信息学分析和体外实验鉴定出PDHA1,一个关键的CUG,参与DNA复制相关通路和细胞周期。它还与NB的肿瘤发生和进展相关。 结论 铜死亡,尤其是PDHA1,在NB的TIME特征、肿瘤进展和长期预后中发挥关键作用。本研究评估的铜死亡模式可能提高对NB肿瘤发生整体概念的理解,从而促进更有效治疗干预措施的开发。

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
铜死亡在神经母细胞瘤肿瘤发生和进展中的作用及其潜在机制。
核心机制
PDHA1通过参与细胞周期和DNA复制相关通路促进NB肿瘤发生和进展。
主要证据
基于TARGET和GEO队列的生存分析和共识聚类,以及体外实验中敲低PDHA1抑制细胞增殖、侵袭和淋巴管生成并阻滞细胞周期于G1期。
研究意义
铜死亡评分可作为独立的预后因素,有助于开发个性化免疫治疗策略。

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

临床队列生存分析

探讨CUGs与NB预后的关系

对GSE49710和TARGET-NB队列中10个CUGs进行生存分析,识别与预后相关的基因。

2

识别铜死亡亚型及特征

根据CUGs表达划分NB分子亚型,并比较其临床和通路特征

对TARGET-NB样本进行NMF聚类,分为两个亚型C1和C2,分析生存、临床特征和GSVA富集通路。

3

构建铜死亡评分模型

量化每个NB患者的铜死亡模式并验证其预后价值

基于53个预后DEGs,利用PCA和Boruta算法计算铜死亡评分,分为高低评分组,并进行生存分析和列线图构建。

4

筛选关键CUGs

确定与NB肿瘤发生相关的关键CUG

比较高低评分组间10个CUGs表达,发现PDHA1差异表达,并通过qRT-PCR验证其与肿瘤分期正相关。

5

体外功能验证

验证PDHA1在NB细胞中的功能作用

敲低SH-SY5Y和SK-N-AS细胞中PDHA1,检测细胞增殖、侵袭、淋巴管生成和细胞周期变化。

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----
MEM/F12培养基ProcellPM151220
内皮细胞培养基Procell--
胎牛血清Gimini--
青霉素-链霉素----
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
高容量cDNA反转录试剂盒Applied Biosystems--
引物RiboBio Co. Ltd.--
Cell Counting Kit-8试剂盒Dojindo--
抗PDHA1抗体Biossbs-4034-R
抗β-actin抗体Abcamab6276
抗NSE抗体AffinityAF5473
抗CD56抗体AffinityAF0931
细胞周期与凋亡分析试剂盒Beyotime Biotechnology--
FACS Calibur流式细胞仪BD Biosciences--
显微镜Olympus--
荧光显微镜NikonECLIPSE

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
数据收集
数据来源和样本量:GSE49710(n=498)和TARGET-NB(n=150)。
阅读提示:Methods: Data collection
聚类分析
聚类方法:NMF聚类,k=2。
阅读提示:Results: Identification of cuproptosis subtypes
铜死亡评分
基因签名(A和B)的获取方法:Boruta算法和PCA提取PC1。
阅读提示:Methods: Cuproptosis score calculation
体外转染
siRNA序列和转染试剂:siRNA由KeScience提供,转染使用Lipofectamine 3000。
阅读提示:Methods: Cell transfection, Supplementary Table S2
体外功能实验
细胞增殖、侵袭、淋巴管生成和细胞周期的具体条件:如细胞数、培养时间、试剂浓度等。
阅读提示:Methods: Transwell Assay, HLECs tube formation assay, CCK-8 assay, colony formation assay, flow cytometry