沉默LY6K抑制CD44+ EpCAM+ HCT116人结肠癌干细胞生长:来自体外和体内实验的证据

Silencing LY6K Suppresses CD44+ EpCAM+ HCT116 Human Colon Cancer Stem Cells Growth: Insights from In Vitro and In Vivo Evidence.

作者信息Changhao Fu, Kuiqiao Chen, Jinyue Duan, Kun Liu, Miaomiao Li, Yuanyuan Chen, Zhongyi Cong, Yi Wang
PMID39727968
发布时间2024-12-12
DOI10.3390/cimb46120840

实验完整度

高

包含体外细胞模型(CCSCs分离、siRNA敲低、增殖、迁移、侵袭、细胞周期和凋亡分析)和体内异种移植模型,且包含功能验证和机制验证(细胞周期蛋白、MMP/TIMP)。

主要模型

HCT116细胞系来源的EpCAM+ CD44+结肠癌干细胞(CCSCs) BALB/c裸鼠异种移植模型

重点核对

CCSCs分离条件:4×10^7 HCT116细胞与生物素化EpCAM和CD44抗体孵育,磁珠分选 siRNA转染:siLY6K或siNC浓度50 nM,转染48小时 细胞增殖检测:MTS实验,细胞密度1×10^4细胞/100 μL,检测0、24、48、72小时 体内模型:1×10^6 CCSCs皮下注射BALB/c裸鼠,肿瘤体积50-120 mm3后分组(每组5只),瘤内注射siLY6K或siNC(5 nmol/10 μL生理盐水)每周两次,持续三周 生存分析:监测50天,Kaplan-Meier方法

摘要

淋巴细胞抗原6复合物,K位点(LY6K)在多种人类癌症中是一种推定的致癌基因,包括结直肠癌,其中高表达与不良预后相关。本研究在体外和体内探讨了LY6K在结肠癌干细胞(CCSCs)中的抗肿瘤作用。使用EpCAM和CD44表面标志物从HCT116细胞中分离CCSCs,并通过实时PCR分析CCSCs中LY6K的表达。使用RNA干扰沉默LY6K,以评估LY6K对CCSCs增殖、迁移、侵袭和细胞周期的潜在作用。功能分析,包括MTS实验、流式细胞术分析、Transwell迁移和侵袭实验以及异种移植模型,用于分析。结果显示,LY6K在CCSCs中高表达。siRNA介导的LY6K沉默通过诱导G1期细胞周期阻滞抑制了CCSCs的增殖,并抑制了迁移和侵袭。在体内,LY6K沉默有效减少了小鼠模型中的肿瘤生长并延长了生存期。这些发现表明LY6K是结直肠癌治疗中根除CCSCs的一个有前景的治疗靶点。

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
LY6K在结肠癌干细胞中的表达及其对细胞功能(增殖、迁移、侵袭、细胞周期)和体内肿瘤生长的影响。
核心机制
LY6K沉默通过诱导G1期细胞周期阻滞(降低CDK2和CDK4蛋白水平)抑制CCSCs增殖,并通过下调MMP-2和MMP-9、上调TIMP-1抑制迁移和侵袭。
主要证据
体外实验显示siLY6K转染后CCSCs增殖降低、G1期细胞比例增加(82.02% ± 3.12% vs 对照)、迁移和侵袭细胞数减少;Western blot显示CDK2/CDK4下调、MMP-2/MMP-9下调。体内异种移植实验显示siLY6K组肿瘤体积和重量显著减小,生存期延长。
研究意义
作者提出LY6K可作为结直肠癌治疗中根除CCSCs的有前景的治疗靶点,以减少肿瘤转移和治疗耐药。

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

CCSCs的分离与鉴定

从HCT116细胞中分离并验证EpCAM+ CD44+结肠癌干细胞。

使用CD44和EpCAM抗体通过MACS分离CCSCs,培养于含EGF、bFGF和B27的DMEM/F12培养基中形成肿瘤球,并检测干细胞标志物(NANOG、OCT4、SOX2、C-MYC)表达。

2

检测LY6K及Ly6家族成员在CCSCs中的表达

分析LY6K等基因在CCSCs中的表达水平。

通过RT-qPCR检测CCSCs和HCT116细胞中LY6K、PSCA、LY6E、LY6H的表达。

3

siRNA介导的LY6K沉默

验证siLY6K对CCSCs中LY6K表达的敲低效果。

使用siLY6K和siNC转染CCSCs,48小时后通过RT-qPCR和Western blot检测LY6K表达。

4

评估LY6K沉默对细胞增殖和细胞周期的影响

确定LY6K沉默对CCSCs增殖和细胞周期分布的影响。

通过MTS实验检测细胞增殖,流式细胞术分析细胞周期,Western blot检测细胞周期相关蛋白(CDK2、CDK4、cyclin D1、cyclin E1)。

5

评估LY6K沉默对细胞凋亡的影响

确定LY6K沉默是否影响CCSCs凋亡。

通过Annexin V-FITC/PI染色和流式细胞术分析凋亡,Western blot检测caspase-3和cleaved caspase-3。

6

评估LY6K沉默对迁移和侵袭的影响

确定LY6K沉默对CCSCs迁移和侵袭能力的影响。

使用Transwell实验检测迁移和侵袭,Western blot检测MMP-2、MMP-9、TIMP-1蛋白表达。

7

体内异种移植模型评估LY6K沉默的肿瘤抑制作用

评估LY6K沉默对肿瘤生长和生存期的影响。

将CCSCs皮下注射BALB/c裸鼠,待肿瘤生长至50-120 mm3后分组,瘤内注射siLY6K或siNC,测量肿瘤体积和重量,进行生存分析。

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
RPMI-1640培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
DMEM/F12培养基Gibco--
表皮生长因子PeproTech--
碱性成纤维细胞生长因子PeproTech--
B27补充剂Gibco--
CELLection生物素结合试剂盒Invitrogen--
生物素化EpCAM抗体----
生物素化CD44抗体----
TRIzol试剂Invitrogen--
PrimeScript RT试剂盒Takara Bio--
SYBR Premix Ex TaqTakara Bio--
7500实时荧光定量PCR系统Applied Biosystems--
靶向LY6K的siRNARiboBio--
阴性对照siRNARiboBio--
RiboFECTTMCP转染试剂RiboBio--
RIPA裂解液Dingguo Changsheng Biotechnology--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
LY6K抗体InvitrogenPIPA572689
MMP-2抗体BosterBM0569
MMP-9抗体BosterBM4089
TIMP-1抗体BosterBM4980
CDK4抗体BosterBM4672
细胞周期蛋白D1抗体Biossbs-0623R
CDK2抗体Biossbs-0757R
细胞周期蛋白E1抗体Biossbs-0573R
caspase-3抗体CST14220
β-肌动蛋白抗体BeyotimeAF0003
β-微管蛋白抗体BeyotimeAC008
HRP标记的山羊抗兔二抗BeyotimeA0208
HRP标记的山羊抗小鼠二抗BeyotimeA0216
超增强化学发光检测试剂Yeasen Biotechnology--
CellTiter 96 AQueous One Solution细胞增殖检测试剂盒(MTS)Promega--
酶标仪(Multiskan GO)Thermo Fisher Scientific--
细胞周期检测试剂盒KeyGEN BioTECH--
核糖核酸酶A----
碘化丙啶----
流式细胞仪(FC500)Beckman Coulter--
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒KeyGEN BioTECH--
BALB/c裸鼠Beijing HFK Bioscience--
GraphPad PrismGraphPad Software--

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
CCSCs分离与培养
MACS分选的具体步骤:4×10^7 HCT116细胞与生物素化EpCAM和CD44抗体孵育时间20分钟;培养条件:DMEM/F12 + 20 ng/mL EGF + 20 ng/mL bFGF + 2% B27;肿瘤球形成时间7天
阅读提示:Methods 2.2, 2.3, Figure 1
基因敲低
siRNA浓度50 nM,转染48小时,使用RiboFECTTMCP转染试剂
阅读提示:Methods 2.6, Figure 2
增殖检测
MTS实验:细胞密度1×10^4细胞/100 μL,检测时间0、24、48、72小时
阅读提示:Methods 2.9, Figure 4A
细胞周期分析
细胞周期检测:2×10^5细胞,PI染色,流式分析
阅读提示:Methods 2.10, Figure 4B
迁移和侵袭
Transwell实验:2×10^5细胞,48小时,结晶紫染色
阅读提示:Methods 2.8, Figure 3
体内异种移植
细胞数量1×10^6,分组每组5只,瘤内注射siLY6K或siNC(5 nmol/10 μL)每周两次共三周,肿瘤体积测量公式,处死时间第31天,生存监测50天
阅读提示:Methods 2.12, Figure 5
统计分析
统计方法:Student's t-test或ANOVA followed by Tukey-Kramer;生存分析Kaplan-Meier和log-rank检验;显著性水平p<0.05
阅读提示:Methods 2.13, Figure legends