靶向CALR降低食管癌细胞的能量代谢并抑制肿瘤相关成纤维细胞浸润

Targeting CALR reduces energy metabolism of esophageal cancer cells and inhibits tumor‑associated fibroblast infiltration.

作者信息Yu Miao, Xiaofei Wang, Fang He, Feixiong Zhang, Ying Huang, Yafang Lai, Yuanzhen Wang, Lina Zhang, Hua Yin, Xiangkun Meng, Hao Liu, Weiqiang Li, Shaoqi Yang
PMID40417915
发布时间2025-06
DOI10.3892/ijo.2025.5755

实验完整度

包含细胞功能实验(迁移、增殖、凋亡)、分子机制验证(Co-IP、Western blot)、体内异种移植实验及临床样本分析,形成多层级验证。

主要模型

人ESCC细胞系KYSE150 人ESCC细胞系KYSE410 BALB/c裸鼠皮下异种移植模型 ESCC患者组织样本

重点核对

CALR敲低效率(sh-CALR#1)及过表达效率验证 KYSE150和KYSE410细胞系 皮下注射1×10^7 KYSE150细胞建立异种移植模型 经21天观察肿瘤生长 实验重复3次(统计方法)

摘要

钙网蛋白(CALR)支持树突状细胞成熟的诱导,使其成为有效的食管鳞状细胞癌(ESCC)免疫治疗的关键靶点。CALR在ESCC免疫治疗中的机制尚未完全研究。本研究的目的是探讨CALR在ESCC进展中的促进作用。分析了ESCC中CALR表达与钙联蛋白(CANX)和蛋白二硫键异构酶A3(PDIA3)表达的相关性。通过检测细胞迁移、内质网(ER)应激、线粒体功能、细胞骨架重塑、细胞增殖和凋亡,研究了CALR在ESCC细胞中的功能。通过皮下异种移植实验检测了CALR对肿瘤生长和肿瘤相关成纤维细胞浸润的影响。ESCC组织中CALR、CANX和PDIA3的表达显著增加,且PDIA3的表达与CANX呈正相关。CALR过表达导致细胞增殖、迁移、内质网应激、线粒体功能和细胞骨架重塑增强;CALR敲低则产生相反的效果。在皮下异种移植实验中,敲低CALR显著抑制了食管癌肿瘤的生长,抑制了肿瘤相关成纤维细胞的侵袭,并降低了肿瘤组织中α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、成纤维细胞激活蛋白(FAP)、成纤维细胞特异性蛋白-1(FSP1)、血小板衍生生长因子和转化生长因子β(TGF-β)的表达。这些发现表明,CALR通过调控内质网应激和线粒体功能,经CANX和PDIA3介导ATP产生、细胞骨架重塑、细胞增殖和凋亡,从而促进ESCC的进展。敲低CALR显著抑制了肿瘤相关成纤维细胞浸润,是ESCC的潜在药物靶点。

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
本研究旨在探讨CALR在ESCC进展中的生物学作用及其分子机制,特别是其通过内质网应激和线粒体功能调节肿瘤相关成纤维细胞浸润的作用。
核心机制
CALR通过调控内质网应激和线粒体功能,经CANX和PDIA3介导ATP产生、细胞骨架重塑、细胞增殖和凋亡,从而促进ESCC进展。
主要证据
细胞实验显示CALR过表达增强增殖、迁移、ER应激和线粒体功能,敲低则相反;皮下异种移植实验显示敲低CALR抑制肿瘤生长及成纤维细胞浸润,并降低α-SMA、FAP、FSP1、PDGFR和TGF-β的表达。
研究意义
敲低CALR显著抑制肿瘤相关成纤维细胞浸润,提示CALR是ESCC的潜在药物靶点。

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CALR表达分析

分析ESCC组织与配对正常组织中CALR、CANX和PDIA3的表达差异及CALR与CANX/PDIA3的相关性。

利用GEPIA数据库分析TCGA-ESCA队列中CALR表达差异及与CANX、PDIA3的相关性;同时通过免疫组化检测79例ESCC及配对癌旁组织中CALR、CANX和PDIA3的表达。

2

细胞功能实验(迁移、增殖、凋亡)

验证CALR对ESCC细胞迁移、增殖和凋亡的影响。

通过划痕实验和Transwell实验检测迁移,通过EdU实验检测增殖,通过Caspase-3活性及凋亡检测试剂盒检测凋亡。

3

内质网应激和线粒体功能检测

研究CALR对内质网应激、线粒体功能和细胞骨架重塑的影响。

利用Flou-4 AM检测细胞内Ca2+浓度,ER-Tracker Red检测内质网形态,Mito-Tracker Red检测线粒体形态,JC-1检测线粒体膜电位,NAD+/NADH检测能量代谢,DCFH-DA检测ROS水平,ActinRed检测细胞骨架。

4

分子机制验证(Co-IP和Western blot)

验证CALR与CANX、PDIA3的相互作用及下游蛋白表达变化。

通过Co-IP检测GRP75与VDAC1、IP3R1的相互作用;Western blot检测CALR、CANX、PDIA3、vimentin、N-cadherin、GRP78、α-SMA、FAP、FSP1、PDGFR、TGF-β等蛋白表达。

5

体内异种移植实验

验证CALR对肿瘤生长和肿瘤相关成纤维细胞浸润的影响。

将CALR敲低的KYSE150细胞皮下注射到裸鼠,观察肿瘤大小,并通过Masson染色、网织纤维染色、免疫荧光和Western blot检测肿瘤组织中胶原沉积和成纤维细胞标志物表达。

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
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
毒胡萝卜素----
Lipofectamine 8000转染试剂盒BeyotimeC0533
sh-CALRSangon BiotechPLVE4646-1
pcDNA3.1载体Sangon Biotech--
全细胞裂解试剂盒Nanjing KeyGen BiotechKGB5303
BCA蛋白浓度测定试剂盒----
ECL化学发光检测试剂盒Applygen Technologies--
CALR抗体Proteintech27298-1-AP
CANX抗体Affinity BiosciencesBF0515
PDIA3抗体Proteintech15967-1-AP
GRP75抗体Proteintech14887-1-AP
VDAC1抗体Proteintech55259-1-AP
IP3R1抗体Affinity BiosciencesDF3000
波形蛋白抗体BIOSSbs-8533R
N-钙黏蛋白抗体BIOSSbs-1172R
GRP78抗体BIOSSbs-1219R
α-SMA抗体Biogot TechnologyBs70000
FAP抗体BIOSSbs-5758R
FSP1抗体Proteintech20886-1-AP
PDGFR抗体Proteintech13449-1-AP
TGF-β抗体AbcamAb66043
β-actin抗体Affinity BiosciencesAF7018
山羊血清Zhongshan JinqiaoZLI-9056
HRP标记二抗Zhongshan JinqiaoPV-6000
Alexa Fluor 488偶联物Zhongshan JinqiaoZF-0512
Alexa Fluor 594偶联物Zhongshan JinqiaoZF-0513
DAPI----
内质网红色荧光探针BeyotimeC1041
线粒体红色荧光探针BeyotimeC1049B
DCFH-DA荧光探针BeyotimeS0033S
肌动蛋白红色荧光探针Nanjing KeyGenKGMP0012
Fluo-4 AM钙离子探针InvitrogenF14201
BeyoClick EdU细胞增殖试剂盒BeyotimeC0078S
Caspase-3活性和凋亡检测试剂盒BeyotimeC1077S
线粒体膜电位检测试剂盒SolarbioM8650
NAD+/NADH检测试剂盒BeyotimeS0175
免疫共沉淀试剂盒BeyotimeP2179S
倒置荧光显微镜Carl Zeiss--
共聚焦激光扫描显微镜Carl Zeiss--
倒置光学显微镜Olympus--
Image Pro Plus 6.0Media Cybernetics--
ImageJ 2X----
SPSS 23.0IBM--

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:KYSE150和KYSE410;培养基:DMEM;血清:10% FBS;培养条件:37°C,5% CO2;ER应激诱导:1 µM thapsigargin,DMSO为对照
阅读提示:Materials and methods: Cell culture
转染
sh-CALR#1序列:5′-CGT CTA CTT CAA GGA GCA GTT-3′;转染试剂:Lipofectamine 8000;细胞密度:1×10^5/孔;转染量:100 pmol shRNA或2.5 µg质粒;转染时间:12h,后更换完全培养基继续培养48h
阅读提示:Materials and methods: Transfection
蛋白检测
抗体稀释比例:CALR 1:1000, CANX 1:500, PDIA3 1:1000; β-actin作为内参; 上样量:20 µg/lane;ECL检测
阅读提示:Materials and methods: Western blotting
迁移实验
划痕实验:细胞密度至90%融合,使用200µl枪头划痕,0h和24h拍照;Transwell:1.5×10^4细胞/孔,上室无血清,下室含10% FBS,24h后固定和结晶紫染色
阅读提示:Materials and methods: Wound healing assay and Transwell assay
体内实验
动物:6周龄雄性BALB/c裸鼠;注射细胞:1×10^7 KYSE150细胞皮下注射;观察时间:21天;麻醉:50 mg/kg戊巴比妥钠
阅读提示:Materials and methods: Subcutaneous xenograft assay