IL6ST:通过铁死亡管理和治疗结直肠癌的新型治疗靶点

IL6ST: A Novel Therapeutic Target for Managing and Treating Colorectal Cancer Via Ferroptosis.

作者信息Kun Zhao, Baoguo He, Kuijin Xue, Bin Cao, Keyu Ren, Yanchun Jin, Shanwei Rong, Liangzhou Wei, Hongyun Wei
PMID39344518
发布时间2024-06-06
DOI10.5152/tjg.2024.23353

实验完整度

中

包含TCGA数据库分析、临床样本IHC、细胞功能实验(敲低/过表达)、铁死亡表型检测及免疫浸润分析,但缺乏动物模型和体内验证。

主要模型

SW480结直肠癌细胞系 SW620结直肠癌细胞系 结直肠癌患者组织样本 TCGA-COAD数据库队列

重点核对

IL6ST在CRC组织中的表达上调(TCGA及IHC) IL6ST敲低和过表达对细胞活力、铁积累、ROS产生的影响 IL6ST对铁死亡相关基因(FTH1、GPX4、PTGS2、NOX1、ACSL4)表达的调控 IL6ST与免疫细胞浸润的相关性

摘要

背景/目的:炎症是结直肠癌(CRC)的重要驱动因素。识别与炎症和癌症相关的表型和靶点可能是治疗CRC的有效方法。材料与方法:使用R分析癌症基因组图谱结肠腺癌数据库中白细胞介素6细胞因子家族信号转导因子(IL6ST)的表达。采用免疫组织化学、蛋白质印迹和定量PCR检测我们队列中IL6ST和铁死亡相关基因的表达。受试者工作特征曲线评估IL6ST预测CRC的特异性和敏感性。细胞计数试剂盒-8检测细胞活力。评估线粒体形态、总铁和活性氧(ROS)水平以评估细胞铁死亡。还基于R分析了IL6ST与免疫细胞浸润的相关性。结果:IL6ST在CRC组织中显著上调(P < .05)。IL6ST预测CRC的特异性和敏感性较高(曲线下面积(AUC):0.919,CI:0.896-0.942)。IL6ST与铁死亡相关基因显著相关。IL6ST敲低降低SW480细胞活力(敲低对载体,P = .004),促进铁死亡表型,并增加铁积累(敲低对载体P = .014)和ROS产生(敲低对载体P = .005)。IL6ST上调增加SW620细胞活力(过表达对空白,P = .001),抑制铁死亡表型,并减少铁积累(过表达对载体P = 0.006)和ROS产生(过表达对载体P = .05)。IL6ST增加FTH1和GPX4表达,降低PTGS2、NOX1和ACSL4表达(P < .01)。此外,IL6ST水平与免疫细胞浸润相关。在IL6ST上调组中观察到T细胞的富集分数更高。结论:IL6ST抑制铁死亡,可能通过调节铁死亡成为CRC潜在的新型治疗靶点。

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
IL6ST是否通过调控铁死亡影响结直肠癌的进展,并可作为潜在治疗靶点?
核心机制
IL6ST通过保护线粒体完整性、减少铁积累和ROS产生来抑制铁死亡,并上调FTH1和GPX4表达,下调PTGS2、NOX1和ACSL4表达,从而促进CRC细胞存活。
主要证据
TCGA数据库和临床样本显示IL6ST在CRC中高表达;敲低IL6ST降低SW480细胞活力并诱导铁死亡,过表达IL6ST增加SW620细胞活力并抑制铁死亡;IL6ST与免疫细胞浸润相关。
研究意义
IL6ST可能作为联合铁死亡诱导剂治疗CRC的新靶点,为早期CRC治疗提供潜在策略。

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

生物信息学分析

评估IL6ST在CRC中的表达及其预测价值

利用TCGA-COAD数据库分析IL6ST在CRC与正常组织中的表达差异,并绘制ROC曲线评估诊断价值。

2

临床样本验证

验证IL6ST在CRC组织中的蛋白表达

通过免疫组织化学检测CRC组织和癌旁组织中IL6ST的表达。

3

细胞系表达检测

比较IL6ST在多种CRC细胞系和正常结肠上皮细胞中的表达

利用RT-qPCR检测NCM-460、HCT116、HT-29、SW620和SW480细胞中IL6ST mRNA水平。

4

基因敲低和过表达

构建IL6ST敲低和过表达细胞模型以研究其功能

在SW480细胞中敲低IL6ST,在SW620细胞中过表达IL6ST,并通过RT-qPCR和Western blot验证效率。

5

细胞活力检测

评估IL6ST对CRC细胞活力的影响

使用CCK-8试剂盒检测敲低或过表达IL6ST后细胞的活力。

6

铁死亡表型检测

评估IL6ST对铁死亡表型的影响

通过透射电镜观察线粒体形态,检测细胞内总铁含量和ROS水平。

7

铁死亡相关基因表达检测

检测IL6ST对铁死亡相关基因表达的影响

通过RT-qPCR和Western blot检测PTGS2、NOX1、FTH1、GPX4、ACSL4的表达水平。

8

免疫浸润分析

分析IL6ST表达与免疫细胞浸润的相关性

基于R分析TCGA数据中IL6ST表达与多种免疫细胞浸润分数的相关性。

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
IL6ST抗体Biossbs-34036R
两步法检测试剂盒Golden Bridge InternationalPV9000
DAB显色液Golden Bridge InternationalZLI-9018
扫描全息显微镜3DHISTECHPannoramic
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素-链霉素Gibco--
McCoy's 5A培养基Gibco--
RPMI 1640培养基Gibco--
TRIzol试剂Lifetech15596026
FastKing反转录试剂盒TIANGEN--
嘌呤霉素----
杀稻瘟菌素----
RIPA裂解液TIANGEN--
蛋白酶抑制剂Roche--
BCA蛋白定量试剂盒TIANGEN--
PVDF膜Millipore--
ECL化学发光液Applygen--
PTGS2抗体Biossbs-0732R
NOX1抗体Biossbs-3682R
FTH1抗体Abcamab75972
GPX4抗体Biossbs-3884R
ACSL4抗体Abcamab155282
GAPDH抗体abmartP30008
抗兔二抗CST7074
CCK-8溶液----
铁分析试剂盒Abcamab83366
ROS检测试剂盒BeyotimeS0033S

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
免疫组织化学
IL6ST抗体稀释度(1:100)、二步法检测试剂盒(PV9000)、DAB显色时间(5-10分钟)、苏木素复染时间(2分钟)
阅读提示:详见Materials and Methods中的Sample Collection and Immunohistochemistry
细胞培养
细胞系培养基条件(DMEM、McCoy's 5A、RPMI 1640)、血清浓度(10%FBS)、抗生素浓度(1%青霉素-链霉素)
阅读提示:详见Materials and Methods中的Cell Lines and Cell Culture
基因敲低与过表达
shRNA序列(#1、#2、#3)、载体构建(pGMLV-SC5 RNAi、PGMLV-CMV-MCS-3×Flag-EF1-ZsGreen1-T2A-Puro)、筛选浓度(嘌呤霉素2 µg/mL、杀稻瘟菌素10 µg/mL)
阅读提示:详见Materials and Methods中的Establishment of Transfected Cell Lines
铁死亡表型检测
样品处理步骤(电镜固定、脱水、包埋、切片)、铁含量检测试剂盒(ab83366)用量和检测波长(550 nm)、ROS检测试剂(H2DCFDA、DHR123)浓度(10 μM)和孵育时间(30分钟)
阅读提示:详见Materials and Methods中的Transmission Electron Microscopy、Iron Assay和Quantification of ROS Assay