转录因子FOXF2通过靶向MSI2促进胰腺癌的发生和进展

Transcription factor FOXF2 promotes the development and progression of pancreatic cancer by targeting MSI2.

作者信息Bang-Hua Zhong, Yu-Teng Ma, Jian Sun, Jing-Tong Tang, Ming Dong
PMID38847273
期刊Oncol Rep
发布时间2024-07
DOI10.3892/or.2024.8752

实验完整度

包含临床组织样本分析、体外细胞功能实验(增殖、周期、凋亡、迁移、侵袭)、机制验证(荧光素酶报告、ChIP)以及体内异种移植瘤模型,多层级且含功能与机制验证。

主要模型

人胰腺癌细胞系AsPC-1 人胰腺癌细胞系PANC-1 BALB/c裸鼠异种移植瘤模型 临床胰腺癌组织样本

重点核对

FOXF2过表达或敲低在AsPC-1和PANC-1细胞中的转染效率验证 异种移植瘤模型中每组的注射细胞类型(vector/FOXF2/shNC/shFOXF2)及细胞数量5×10^6 CCK-8、EdU、流式细胞术、Transwell等实验的重复次数(至少三次独立重复) 荧光素酶报告实验中293细胞的共转染处理 体内实验中肿瘤测量时间(第7天起每3天)及肿瘤体积计算公式

摘要

胰腺癌(PC)是一种死亡率高的恶性肿瘤。转录因子叉头框F2(FOXF2)在PC中的作用尚未得到验证。本研究探讨了FOXF2在体外和体内PC发展中的作用。用注射FOXF2过表达PC细胞或FOXF2沉默PC细胞的裸鼠构建异种移植肿瘤模型。高FOXF2表达显著增强了PC细胞体外的增殖能力和体内的胰腺肿瘤生长。细胞周期分析表明,FOXF2促进了G1-S期转换。在FOXF2过表达细胞中细胞周期相关蛋白cyclin D1、CDK2、磷酸化(p)-CDK2和p-RB上调,在FOXF2敲低细胞中下调。流式细胞术分析和Hoechst染色显示,FOXF2沉默后凋亡细胞百分比显著增加。FOXF2敲低促进促凋亡蛋白(Bad、Bax和cleaved caspase-3)的表达,同时抑制抗凋亡蛋白(Bcl-2和Bcl-xl)的蛋白水平。FOXF2在体外提高了PC细胞的迁移和侵袭能力。此外,荧光素酶和染色质免疫沉淀实验揭示FOXF2与MSI2启动子结合,促进其转录表达。FOXF2敲低抑制MSI2蛋白翻译,同时增强NUMB蛋白的翻译,在体内抑制PC发展。MSI2沉默逆转了FOXF2介导的细胞增殖促进作用。这些结果表明FOXF2在PC进展中至关重要,其潜在机制包括调控MSI2转录。

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
转录因子FOXF2在胰腺癌中的表达水平及其对胰腺癌细胞和肿瘤生长的影响与潜在分子机制尚不清楚。
核心机制
FOXF2直接结合MSI2启动子区域并促进其转录表达,进而通过下调NUMB蛋白(MSI2的负调控靶点)促进胰腺癌的恶性行为和肿瘤生长,即FOXF2-MSI2-NUMB轴。
主要证据
临床组织样本中FOXF2高表达且与MSI2正相关;体外过表达FOXF2增强PC细胞增殖、迁移、侵袭,敲低则相反并诱导凋亡;荧光素酶报告和ChIP实验证实FOXF2与MSI2启动子结合;体内异种移植瘤实验证实FOXF2过表达加速肿瘤生长,且FOXF2敲低上调NUMB蛋白,MSI2沉默逆转FOXF2的促进作用。
研究意义
研究揭示了FOXF2在胰腺癌中的促癌作用及新机制,为胰腺癌治疗提供了潜在的新靶点(FOXF2-MSI2轴)。

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

临床样本和数据库分析FOXF2表达

验证FOXF2在胰腺癌组织中的表达水平及其与临床病理特征和预后的关联

利用GEO数据集GSE16515、GEPIA和UALCAN数据库分析FOXF2差异表达和生存关联;通过RT-qPCR检测29对胰腺癌及癌旁组织中FOXF2和MSI2表达;对78例临床石蜡样本进行IHC染色分析FOXF2与临床病理特征的关系

2

体外PC细胞功能实验

评估FOXF2对胰腺癌细胞增殖、凋亡、迁移和侵袭的影响

在AsPC-1和PANC-1细胞中转染FOXF2过表达质粒或siRNA,进行CCK-8、EdU、细胞周期流式分析、Annexin V-FITC/PI凋亡检测、Hoechst染色、伤口愈合和Transwell侵袭实验

3

FOXF2调控MSI2的机制研究

验证FOXF2是否直接结合MSI2启动子并调控其转录表达

通过JASPAR预测结合位点;构建MSI2启动子荧光素酶报告质粒并进行双荧光素酶报告实验;ChIP-PCR实验验证结合;RT-qPCR和Western blot检测MSI2及NUMB表达;共转染FOXF2过表达质粒和siMSI2验证功能性逆转

4

体内异种移植瘤模型验证

在体内验证FOXF2对胰腺肿瘤生长的影响及MSI2/NUMB轴的改变

将FOXF2过表达或敲低的PC细胞皮下注射裸鼠,监测肿瘤体积和重量,并进行H&E、IHC、RT-qPCR和Western blot分析

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
RIPA裂解液Beyotime Institute of BiotechnologyP0013B
PVDF膜Thermo Fisher Scientific, Inc.--
ECL检测试剂盒BIOSSC05-07004
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime Institute of BiotechnologyP0009
CCK-8试剂盒Beyotime Institute of BiotechnologyC0037
EdU检测试剂盒Nanjing KeyGen Biotech Co., Ltd.KGA335
Annexin V-FITC/PI双染试剂盒Nanjing KeyGen Biotech Co., Ltd.KGA108
Hoechst染色试剂盒Beyotime Institute of BiotechnologyC0003
细胞周期检测试剂盒Beyotime Institute of BiotechnologyC1052
Lipofectamine 3000Invitrogen; Thermo Fisher Scientific, Inc.L3000015
双荧光素酶报告基因检测试剂盒Nanjing KeyGen Biotech Co., Ltd.KGAF040
ChIP检测试剂盒Beyotime Institute of BiotechnologyP2078
SYBR GreenBeijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.SY1020
cDNA合成试剂盒Beyotime Institute of BiotechnologyD7160L
RPMI-1640培养基Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.--
DMEM培养基Wuhan Servicebio Technology Co., Ltd.--
胎牛血清Zhejiang Tianhang Biotechnology Co., Ltd.--
2×Taq PCR预混液Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.PC1150
抗FOXF2抗体Sangon Biotech Co., Ltd.D260341
抗MSI2抗体Sangon Biotech Co., Ltd.D198948
抗NUMB抗体Sangon Biotech Co., Ltd.D122795
抗cyclin D1抗体BIOSSbs-20596R
抗CDK2抗体BIOSSbs-10726R
抗磷酸化CDK2抗体BIOSSbs-3483R
抗磷酸化RB抗体BIOSSbsm-52197R
抗cleaved caspase-3抗体BIOSSbs-20364R
抗Bax抗体BIOSSbs-0127R
抗Bad抗体BIOSSbs-0892R
抗Bcl-xl抗体BIOSSbsm-52024R
抗Bcl-2抗体BIOSSbsm-52304R
抗β-actin抗体BIOSSbs-0061R
抗Ki-67抗体Affinity BiosciencesAF0198
DAB显色液Maxim Biomedical, Inc.--
NovoCyte流式细胞仪ACEA Bioscience, Inc.--
荧光显微镜Olympus Corporation--
凝胶成像系统Beijing Liuyi BiotechnologyWD-9413B
碘化丙啶----

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
FOXF2表达检测(临床组织)
PC和癌旁正常组织样本数(n=29)以及石蜡样本78例的来源和时间段
阅读提示:Materials and methods, Human tissues
细胞培养条件
AsPC-1和PANC-1细胞系的培养基、血清浓度及培养环境
阅读提示:Materials and methods, Cell lines and culture
基因转染/敲低
siRNA序列、质粒构建(pRNA-H1.1-shFOXF2, pcDNA3.1-FOXF2)、转染试剂用量(Lipo3000)及转染时间
阅读提示:Materials and methods, Plasmid construction and RNA interference
细胞增殖检测
CCK-8实验细胞接种数(4×10^3/孔)、检测时间点(0, 24, 48, 72h)及EdU实验细胞数和孵育时间
阅读提示:Materials and methods, CCK-8 assay and EdU staining assay
细胞周期与凋亡检测
PI染色和Annexin V-FITC/PI染色的具体步骤及流式细胞仪型号
阅读提示:Materials and methods, Cell cycle analysis and Cell apoptosis analysis
迁移和侵袭实验
伤口愈合实验中Mitomycin C浓度(1 µg/ml)和处理时间(1h);Transwell实验中Matrigel包被、细胞数(5×10^4)和孵育时间
阅读提示:Materials and methods, Wound healing assay and Transwell assay
机制验证(荧光素酶和ChIP)
荧光素酶报告质粒(pGL3-MSI2 promoter -1987/+11和-1824/+11)、293细胞、ChIP抗体(FOXF2抗体1:100)
阅读提示:Materials and methods, Luciferase reporter assay and ChIP-PCR assay
体内异种移植瘤模型
小鼠品系/性别/周龄/体重、每组小鼠数量(6)、注射细胞数(5×10^6)、肿瘤测量频率(每3天)及人道终点标准
阅读提示:Materials and methods, Xenograft tumor model