耗竭ANTXR1通过失活PI3K/AKT通路抑制胶质瘤生长

Depleting ANTXR1 suppresses glioma growth via deactivating PI3K/AKT pathway.

作者信息Chaoyang Zhou, Aijun Liang, Jianzhong Zhang, Jingxing Leng, Bin Xi, Bin Zhou, Yu Yang, Ronglan Zhu, Liangchen Zhong, Xingxing Jiang, Dengfeng Wan
PMID37974357
发布时间2023-10
DOI10.1080/15384101.2023.2275900

实验完整度

包含临床样本IHC分析、体外细胞功能实验(增殖、凋亡、周期、迁移)、机制验证(AKT激活剂/PI3K抑制剂)及体内异种移植模型验证,形成多层级证据链。

主要模型

人胶质瘤细胞系SHG-44 人胶质瘤细胞系U251 BALB/c裸鼠异种移植模型 134例胶质瘤患者组织样本

重点核对

ANTXR1在胶质瘤组织中的高表达与肿瘤分级和复发相关(P<0.01) shANTXR1慢病毒敲低效率(SHG-44:45.6%和44.7%;U251:55.5%和56.1%) AKT激活剂和PI3K抑制剂处理浓度及时间(文中未明确说明) 异种移植模型细胞注射量(2×10^7 cells/mL,0.2 mL)及测量时间点

摘要

胶质瘤通常被认为是原发性脑肿瘤,尽管对其潜在分子机制进行了广泛研究,但仍与频繁复发和令人不满意的预后相关。我们旨在研究ANTXR1在胶质瘤肿瘤发生中的作用,并探讨其下游调控机制。通过免疫组织化学染色检测了临床标本中ANTXR1的表达及其与某些病理特征的关系。在胶质瘤细胞系中通过慢病毒转染沉默/上调ANTXR1后,采用qRT-PCR和western blotting检测mRNA和蛋白水平,并检测细胞表型。然后分别用AKT激活剂和PI3K抑制剂处理ANTXR1敲低和过表达细胞,以验证由ANTXR1调控的下游PI3K/AKT通路。构建异种移植裸鼠模型以验证ANTXR1在体内的作用。我们发现与正常脑组织相比,两种细胞系中ANTXR1均过表达。通过shANTXR1慢病毒沉默ANTXR1后,胶质瘤细胞生长和迁移能力显著受损。ANTXR1阻断还通过靶向细胞有丝分裂中的G2期加速细胞凋亡并阻止细胞周期。体内异种移植模型验证了上述体外发现。进一步探索发现,AKT激活剂促进了由ANTXR1敲低介导的抗肿瘤效应,而PI3K抑制剂限制了由ANTXR1过表达介导的促肿瘤效应,表明ANTXR1通过调节PI3K/AKT通路在胶质瘤细胞中发挥作用。ANTXR1可能通过激活PI3K/AKT介导的细胞生长在胶质瘤肿瘤发生中发挥不可或缺的作用。我们的研究为靶向ANTXR1作为胶质瘤临床治疗的分子靶点提供了理论基础。

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
ANTXR1在胶质瘤发生发展中的作用及其下游分子调控机制是什么?
核心机制
ANTXR1通过激活PI3K/AKT信号通路促进胶质瘤细胞增殖和迁移,抑制凋亡,从而促进胶质瘤进展。
主要证据
体外细胞实验显示敲低ANTXR1抑制增殖、迁移,促进凋亡并阻滞细胞周期;体内异种移植模型验证敲低ANTXR1抑制肿瘤生长;AKT激活剂可部分逆转敲低效应,PI3K抑制剂限制过表达效应。
研究意义
该研究为靶向ANTXR1作为胶质瘤临床治疗的分子靶点提供了理论基础。

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

临床样本中ANTXR1表达分析

评估ANTXR1在胶质瘤组织和正常脑组织中的表达差异及其与临床病理特征和预后的关系。

采用免疫组织化学染色检测134例胶质瘤组织和24例正常脑组织中ANTXR1的表达,并分析其与肿瘤分级、复发及总生存期的相关性。

2

构建ANTXR1敲低和过表达细胞模型

建立ANTXR1稳定敲低和过表达的胶质瘤细胞系,用于后续功能实验。

设计靶向ANTXR1的shRNA序列并构建慢病毒载体,转染SHG-44和U251细胞,通过qRT-PCR和Western blotting验证敲低效率;同时构建ANTXR1过表达慢病毒载体并转染细胞。

3

体外细胞功能表型分析

评估ANTXR1敲低对胶质瘤细胞增殖、凋亡、周期和迁移能力的影响。

通过CCK8实验检测细胞增殖,流式细胞术检测凋亡和细胞周期,划痕实验和Transwell实验检测迁移能力。

4

凋亡相关蛋白表达谱分析

探索ANTXR1敲低后凋亡相关蛋白的表达变化,以揭示其调控凋亡的分子机制。

使用人凋亡抗体芯片(Human Apoptosis Antibody Array)检测U251细胞中凋亡相关蛋白的表达,并用Western blotting验证MAPK9、AKT、P-AKT、CCND1、CDK6等蛋白水平。

5

验证PI3K/AKT通路介导ANTXR1功能

验证ANTXR1通过PI3K/AKT通路调控胶质瘤细胞恶性表型。

分别用AKT激活剂处理ANTXR1敲低细胞,用PI3K抑制剂处理ANTXR1过表达细胞,检测AKT、p-AKT、PI3K、p-PI3K等蛋白水平变化,并通过CCK8和流式细胞术检测细胞活力和凋亡的变化。

6

体内异种移植肿瘤模型验证

在体内验证ANTXR1敲低对胶质瘤生长的影响及其机制。

将shCtrl或shANTXR1转染的U251细胞(部分经AKT激活剂处理)皮下注射至BALB/c裸鼠,监测肿瘤体积和重量,并进行Ki-67染色和Western blotting检测相关蛋白表达。

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
ANTXR1抗体Abcamab21270
柠檬酸抗原修复液----
DAB显色液----
Age I限制性内切酶NEBR3552L
EcoR I限制性内切酶NEBR3101L
BR-V108载体Shanghai Yibeirui Biomedical science and Technology Co., Ltd.--
大肠杆菌感受态细胞TIANGENCB104-03
无内毒素质粒中提试剂盒TIANGENDP118-2
Helper 1.0质粒----
Helper 2.0质粒----
DMEM培养基----
胎牛血清----
Trizol试剂SigmaT9424-100
Hiscript QRT反转录超混合液(含gDNA去除)VazymeR123-01
AceQ qPCR SYBR Green预混液VazymeQ111-02
BCA蛋白定量试剂盒HyClone-Pierce23225
PVDF膜----
ANTXR1抗体Abcamab21270
AKT抗体SigmaSAB4500796
p-AKT抗体R&DAF887-sp
CCND1抗体Abcamab134175
CDK6抗体Abcamab151247
MAPK9抗体Abcamab76125
GAPDH抗体BioworldAP0063
山羊抗兔IgG(HRP)BeyotimeA0208
AKT抗体CST4691S
p-AKT抗体CST9611
PI3K抗体CST4257S
p-PI3K抗体Biossbs-3332R
GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
山羊抗小鼠IgG(HRP)BeyotimeA0216
Immobilon Western化学发光HRP底物MilliporeRPN2232
CCK-8溶液Sigma96992
酶标仪Tecan infiniteM2009PR
Annexin V-APCSouthern Biotech10010-09
PI染色液----
FACSCalibur流式细胞仪BD Biosciences--
96孔划痕器VP scientificVP408FH
Transwell小室Corning3422
人凋亡抗体芯片Abcamab134001
链霉亲和素-辣根过氧化物酶----
增强化学发光试剂Amersham--
Ki-67抗体Abcamab16667
HRP标记二抗Abcamab6721
ANTXR1抗体Abcamab21270
p-AKT抗体R&DAF887-sp
Bcl-2抗体Proteintech12789-1-AP

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IHC
组织微阵列来源(Jiangxi Provincial People’s Hospital),134例胶质瘤和24例正常脑组织的分级(II-IV级)、ANTXR1抗体浓度(1:250)及孵育条件(37°C 1小时)
阅读提示:Materials and methods 2.1 和 Figure 1 legend
细胞培养与慢病毒转染
细胞系SHG-44和U251的培养条件(90% DMEM+10% FBS,37°C,5% CO2),转染时间(72小时),shRNA靶序列及敲低效率
阅读提示:Materials and methods 2.2、2.3 和 Figure 2 legend
细胞功能实验
CCK8检测的细胞密度、孵育时间(1-4小时)、检测波长(450nm);凋亡和周期检测的染色方法(Annexin V-APC和PI)及数据分析
阅读提示:Materials and methods 2.5、2.6 和 Figure 3 legend
机制验证实验
AKT激活剂和PI3K抑制剂的名称、浓度、处理时间(文中未明确说明);Western blotting检测的蛋白及抗体稀释比例
阅读提示:Materials and methods 2.4、2.9 和 Figure 6 legend
体内动物实验
动物品系(BALB/c裸鼠,4周龄),细胞注射数量(2×10^7 cells/mL,0.2 mL),测量时间点(9天后每6天一次共4周),肿瘤体积计算方式
阅读提示:Materials and methods 2.10 和 Figure 7 legend