转录因子E2F4通过转录激活DSCC1促进胃癌细胞的增殖、迁移和侵袭

Transcription Factor E2F4 Promote Proliferation, Migration, and Invasion of Gastric Cancer Cells by transcriptionally activating DSCC1.

作者信息Shantanu Baral, Yantao Yu, Qiannan Sun, Mingrui Jiang, Ruiqi Li, Yifan Cheng, Arawker Mubeen Hussein, Youquan Shi, Yongjun Jiang, Dong Tang, Sen Wang, Daorong Wang
PMID39309429
发布时间2024-09-16
DOI10.7150/ijbs.99590

实验完整度

高

包含患者样本、细胞功能实验(敲低/过表达)、体外机制验证(ChIP、双荧光素酶)和体内异种移植模型,且有功能验证。

主要模型

胃癌细胞系AGS、NCI-N87、HGC-27、BGC-823 正常胃黏膜上皮细胞系GES-1 裸鼠皮下异种移植模型 胃癌患者组织样本

重点核对

DSCC1和E2F4在胃癌组织及细胞系中的表达水平 E2F4对DSCC1启动子结合位点的验证 shRNA敲低和过表达的效率 细胞增殖、迁移和侵袭的功能实验条件 体内实验中肿瘤生长的监测

摘要

胃癌(GC)是全球第五大常见癌症,也是癌症相关死亡的第四大原因。尽管分子谱分析取得了进展,但驱动GC增殖和转移的机制仍不清楚。本研究确定早期2因子4(E2F4)是一个关键转录因子,通过上调DNA复制和姐妹染色单体 cohesion 1(DSCC1)的表达促进GC细胞的增殖、迁移和侵袭。生物信息学和转录因子分析揭示E2F4是DSCC1的重要调控因子。功能实验证实E2F4在体外和体内增强GC细胞恶性程度的作用。敲低和过表达实验表明E2F4在转录水平正向调控DSCC1,ChIP-qPCR和双荧光素酶报告实验验证了DSCC1启动子上的结合位点。这些发现强调E2F4-DSCC1轴作为减轻GC进展的潜在治疗靶点。

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
E2F4是否通过转录激活DSCC1促进胃癌细胞的增殖、迁移和侵袭?
核心机制
E2F4作为转录因子直接结合DSCC1启动子,转录激活DSCC1表达,进而激活细胞周期通路,促进胃癌细胞恶性行为。
主要证据
通过ChIP-qPCR和双荧光素酶报告实验验证E2F4结合DSCC1启动子;敲低E2F4抑制DSCC1表达及细胞功能,过表达则相反;体内异种移植模型证实。
研究意义
揭示E2F4-DSCC1轴作为胃癌治疗潜在靶点的可能性,为靶向治疗提供理论依据。

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

生信分析筛选关键基因

鉴定胃癌中差异表达基因及关键枢纽基因。

分析五个GEO数据集(GSE103236、GSE118916、GSE79973、GSE112369、GSE26899),用R包affy归一化,limma筛选DEGs,MCODE识别hub基因,iRegulon预测转录因子。

2

验证DSCC1和E2F4在胃癌中的表达

验证DSCC1和E2F4在胃癌组织和细胞系中的表达及其与预后的关系。

使用TCGA数据库和Kaplan-Meier plotter分析表达和生存,RT-qPCR、Western blot检测16对新鲜标本及细胞系表达,IHC检测80例石蜡标本。

3

DSCC1功能实验

探究DSCC1对胃癌细胞增殖、迁移和侵袭的影响。

构建DSCC1敲低和过表达稳定细胞系,进行CCK-8、EdU、集落形成、流式细胞周期、Transwell和伤口愈合实验,Western blot检测相关蛋白。

4

DSCC1体内实验

验证DSCC1对体内肿瘤生长的影响。

将敲低DSCC1的NCI-N87细胞皮下注射到裸鼠,监测肿瘤体积和重量。

5

E2F4调控DSCC1机制研究

确定E2F4是否为DSCC1的转录调控因子及其结合位点。

通过iRegulon预测E2F4,IF观察共定位,敲低/过表达E2F4检测DSCC1表达,ChIP-qPCR和双荧光素酶报告实验验证结合。

6

E2F4功能实验

探究E2F4对胃癌细胞恶性行为的影响。

构建E2F4敲低和过表达细胞系,进行增殖、周期、迁移和侵袭实验,Western blot检测蛋白。

7

E2F4体内实验

验证E2F4对体内肿瘤生长的影响。

将敲低E2F4的NCI-N87细胞皮下注射裸鼠,监测肿瘤。

8

救援实验

验证DSCC1是E2F4促进胃癌恶性行为的下游靶点。

在E2F4敲低细胞中过表达DSCC1,观察是否能逆转E2F4敲低引起的表型。

9

联合用药实验

评估E2F4抑制剂与CDK4/6抑制剂联合的抗肿瘤效果。

在体外和体内评估HLM006474和Palbociclib单独及联合使用的效果。

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
Trizol试剂Vazyme--
逆转录试剂盒Vazyme--
SYBR Green PCR预混液Yeasen--
StepOnePlus实时荧光定量PCR仪Applied Biosystems4376600
RIPA裂解液Solarbio--
PVDF膜Millipore--
化学发光图像处理系统TANON--
RPMI 1640培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素-链霉素Solarbio--
帕博西尼MCEHY-50767
HLM006474MCEHY-16667
短发夹RNAGeneral Boil--
pCDH-CMV-MCS-EF1-copGFP质粒General Boil--
CCK-8试剂盒Yeasen--
结晶紫溶液Solarbio--
EdU检测试剂盒Beyotime--
Hoechst 33342Beyotime--
Transwell小室Corning--
碘化丙啶染色液Yeasen--
流式细胞仪BD LSRFortessa--
共聚焦培养皿NEST--
抗DSCC1抗体Biossbs-7720R
抗E2F4抗体Biossbs-1399R
SimpleChIP酶法染色质免疫沉淀试剂盒CST--
E2F4抗体CST40291
双荧光素酶报告基因检测试剂盒Yeasen--
Flag亲和磁珠Sigma-Aldrich--
抗DSCC1抗体AbmartPHU7133
抗E2F4抗体Biossbs-1399R

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
细胞培养
细胞系来源:中国科学院上海细胞库;培养基:RPMI 1640 + 10% FBS + 1% 青霉素-链霉素;培养条件:37°C,5% CO2。
阅读提示:Materials and Methods: Cell culture and drug treatment
基因敲低/过表达
shRNA序列及过表达质粒构建;慢病毒感染;嘌呤霉素筛选浓度(2 μg/mL)和筛选时间(两周)
阅读提示:Materials and Methods: Cell transfection
细胞增殖实验
CCK-8实验:细胞密度1×10^3/孔,检测时间点0、24、48、72、96小时;EdU实验:10 μM EdU孵育2小时;集落形成实验:5×10^2细胞/孔,培养14天。
阅读提示:Materials and Methods: Cell proliferation assay; EdU assay
迁移侵袭实验
Transwell:细胞数1×10^4,无血清培养基,24小时;伤口愈合:90%融合划痕,无血清培养,0、24、48小时测量。
阅读提示:Materials and Methods: Transwell assay; Wound healing assay
细胞周期分析
PI染色,流式细胞仪分析。
阅读提示:Materials and Methods: Cell cycle assay
ChIP
使用SimpleChIP试剂盒,E2F4抗体(CST #40291),固定条件,超声片段化,qPCR引物。
阅读提示:Materials and Methods: Chromatin-immunoprecipitation; Supplementary Table 3
双荧光素酶报告
293T细胞共转染,野生型或突变型DSCC1启动子报告质粒,48小时检测。
阅读提示:Materials and Methods: Luciferase activity assay
体内实验
裸鼠品系BALB/c,4-5周龄,雌性;细胞注射量(未明确);肿瘤体积监测频率(每7天);实验周期28天;给药剂量:HLM006474 20 mg/kg,Palbociclib 2 mg/kg。
阅读提示:Materials and Methods: Xenograft assay; Results: Combination treatment