敲低ACC1通过表观遗传抑制SDH促进U251胶质瘤细胞的迁移和侵袭

Knockdown of ACC1 promotes migration and invasion of U251 glioma cells by epigenetically suppressing SDH.

作者信息Xixi Wei, Yang Wang, Wanlong Zhao, Wenqian Yang, Jiaping Tang, Baosheng Zhao, Yuzhen Liu
PMID40747663
发布时间2025-09
DOI10.3892/ijo.2025.5779

实验完整度

包含体外细胞系功能实验(Transwell、划痕)、机制验证(乙酰辅酶A、DNMT1、SDH、ROS通路抑制剂与siRNA)及临床样本(组织芯片)和数据库(TCGA、CPTAC、CGGA)分析。

主要模型

U87 MG 胶质瘤细胞系 U251 胶质瘤细胞系 T98G 胶质瘤细胞系 LN229 胶质瘤细胞系

重点核对

ACC1敲低/过表达后细胞迁移和侵袭能力变化(Transwell、划痕实验) U251细胞中SDH活性、ROS水平及SDHB启动子甲基化状态(NAC、Aza、C646、siP300干预) 组织芯片中ACC1表达与胶质瘤分级及总生存期的相关性 TCGA、CPTAC、CGGA数据库中ACC1表达与预后的关联

摘要

胶质瘤是一种常见且侵袭性强的恶性脑肿瘤。尽管研究取得了进展,但驱动胶质瘤发生和进展的机制仍不完全清楚。本研究旨在评估乙酰辅酶A羧化酶1(ACC1)在胶质瘤中的作用,重点关注其在U251细胞中的机制功能及其临床意义。首先在四种胶质瘤细胞系中评估ACC1表达,然后评估其对细胞功能的影响。基于ACC1敲低改变U251细胞表型、可能通过调节琥珀酸脱氢酶(SDH)活性的发现,进行了进一步的机制评估。最后,分析了ACC1表达与患者预后之间的关联。结果表明,ACC1过表达抑制U87细胞的增殖、迁移和侵袭。相反,ACC1敲低在U251、T98G和LN229细胞中促进了这些过程。机制上,在U251细胞中,ACC1敲低增加了乙酰辅酶A水平,增强了P300的底物可用性。这导致DNA甲基转移酶1(DNMT1)上调、SDH启动子高甲基化及随后的SDH下调。由此产生的活性氧(ROS)水平升高促进了U251细胞的迁移和侵袭。临床数据分析显示,低ACC1表达与胶质瘤患者较差的总生存期显著相关。这些发现表明ACC1在胶质瘤中起肿瘤抑制作用。其下调通过乙酰辅酶A/P300/DNMT1/SDH/ROS通路促进促肿瘤表型,凸显其作为预后标志物和治疗靶点的潜力。这强调了制定针对胶质瘤ACC1的个性化治疗策略的重要性。

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
ACC1在胶质瘤中的功能作用及其调控胶质瘤细胞迁移和侵袭的机制是什么?
核心机制
ACC1敲低增加乙酰辅酶A水平,增强P300底物可用性,上调DNMT1表达,导致SDH启动子高甲基化和SDH下调,进而升高ROS水平,促进U251细胞迁移和侵袭。
主要证据
体外实验显示ACC1敲低在U251、T98G和LN229细胞中促进迁移和侵袭,在U251细胞中特异性下调SDH并升高ROS;使用NAC、Aza、C646和siP300干预后逆转表型;组织芯片和TCGA/CPTAC/CGGA数据库显示低ACC1表达与不良预后相关。
研究意义
ACC1在胶质瘤中可能作为肿瘤抑制因子和预后标志物,并成为潜在治疗靶点,支持个性化治疗策略的开发。

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

评估ACC1在胶质瘤细胞系中的基础表达

确定不同胶质瘤细胞系中ACC1的表达水平,为后续过表达或敲低实验选择合适的细胞模型。

通过Western blot检测U87、U251、T98G和LN229细胞中ACC1蛋白表达。

2

构建ACC1过表达和敲低细胞模型并验证功能表型

验证ACC1过表达或敲低对胶质瘤细胞增殖、迁移和侵袭的影响。

在U87细胞中过表达ACC1,在U251、T98G和LN229细胞中敲低ACC1(shRNA),通过Transwell迁移/侵袭实验和划痕实验检测细胞迁移和侵袭能力。

3

探究ACC1敲低对SDH活性及ROS的影响

验证ACC1敲低是否通过抑制SDH活性导致ROS升高,进而影响U251细胞迁移和侵袭。

检测U251细胞中SDHA、SDHB蛋白表达和SDH酶活性及ROS水平;使用ROS清除剂NAC(5 mM)处理,评估对细胞迁移、侵袭及标志物表达的影响。

4

验证DNMT1介导的SDH启动子甲基化在通路中的作用

验证ACC1敲低是否上调DNMT1导致SDH启动子高甲基化,进而抑制SDH表达并促进迁移和侵袭。

检测U251细胞中DNMT1表达和SDHB启动子甲基化水平;使用DNMT抑制剂Aza(4 μM)处理,评估对SDH表达、甲基化、ROS及细胞迁移/侵袭的影响。

5

验证乙酰辅酶A/P300/组蛋白乙酰化对DNMT1的调控

验证ACC1敲低通过增加乙酰辅酶A水平促进组蛋白乙酰化,进而上调DNMT1表达。

检测U251细胞中乙酰辅酶A水平、H3K9ac表达;使用P300抑制剂C646(5 μM)或siRNA敲低P300,评估对DNMT1表达、SDH甲基化、ROS及细胞迁移/侵袭的影响。

6

评估ACC1表达与胶质瘤患者预后的临床相关性

分析ACC1表达水平与胶质瘤患者临床预后的关联,评估其作为预后标志物的价值。

使用包含123例样本的胶质瘤组织芯片进行免疫组化染色检测ACC1表达;分析TCGA、CPTAC和CGGA数据库中ACC1表达与生存和复发风险的关系。

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
MEM培养基HyCloneSH30024.01
DMEM培养基Corning10-013-CV
胎牛血清Shanghai XP BioMed Ltd.--
青霉素-链霉素Gibco15140122
N-乙酰半胱氨酸BeyotimeS0077
阿扎胞苷Selleck ChemicalsS1782
C646Selleck ChemicalsS7152
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen11668019
RIPA裂解液Wuhan Boster Biological TechnologyAR0105
蛋白酶抑制剂混合物Wuhan Boster Biological TechnologyAR1182
磷酸酶抑制剂混合物Roche Diagnostics4906845001
BCA蛋白定量试剂盒Beijing Solarbio Science & TechnologyPC0020
PVDF膜MilliporeSigmaIPVH00010
脱脂奶粉Beijing Solarbio Science & TechnologyD8340
ECL底物Beijing Solarbio Science & TechnologyPE0010
Amersham Imager 600成像系统Cytiva--
抗ACC1抗体Cell Signaling Technology4190
抗细胞周期蛋白D1抗体Cell Signaling Technology2922
抗p21抗体Cell Signaling Technology2947
抗DNMT1抗体Cell Signaling Technology5032
抗H3K9ac抗体Cell Signaling Technology9649
抗H3抗体Cell Signaling Technology4499
抗细胞周期蛋白B1抗体Proteintech55004-1-AP
抗SDHA抗体Proteintech14865-1-AP
抗SDHB抗体Proteintech10620-1-AP
抗FASN抗体Proteintech10624-2-AP
抗β-肌动蛋白抗体Proteintech20536-1-AP
抗纤连蛋白抗体WanleibioWL03677
抗波形蛋白抗体WanleibioWL01960
抗PAI-1抗体WanleibioWL01486
抗P300抗体WanleibioWL01307
抗SREBP1抗体WanleibioWL02093
抗GAPDH抗体WanleibioWL01114
HRP标记的抗兔IgG二抗BIOSSbs-0295G-HRP
Matrigel基质胶Corning354262
结晶紫BeyotimeC0121
尼康Eclipse Ts2显微镜Nikon--
TRIzol试剂Invitrogen15596018
All-In-One 5X RT预混液(含AccuRT基因组DNA去除试剂盒)Applied Biological Materials Inc.G492
BlasTaq 2X qPCR预混液(含SYBR类染料)Applied Biological Materials Inc.G891
QuantStudio Dx实时荧光定量PCR仪Applied Biosystems--
复合物II酶活性微孔板检测试剂盒Abcamab109908
Multiskan Spectrum酶标仪Thermo Fisher Scientific--
二氢乙锭Jiangsu KeyGen BiotechKGA7502
BD FACSCalibur流式细胞仪BD Biosciences--
乙酰辅酶A检测试剂盒Sigma-AldrichMAK039
SpectraMax Gemini EM酶标仪Molecular Devices--
EasyPure基因组DNA提取试剂盒TransGen BiotechEE101
EpiArt DNA甲基化亚硫酸氢盐转化试剂盒Vazyme BiotechEM101
UVIpro凝胶成像系统UVItec--
胶质瘤组织芯片Shanghai Outdo BiotechHBraG149Su01
抗ACC1抗体Proteintech67373-1-Ig
HRP标记的通用抗兔/鼠IgG二抗Genetech (Shanghai)GK500705
DAB显色底物Genetech (Shanghai)GK500705
Pannoramic DESK扫描仪3DHISTECH--
山羊血清BeyotimeC0265

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
细胞培养与转染
细胞系来源和培养条件(MEM/DMEM + 10% FBS + 1% 双抗);ACC1过表达质粒(ACACA)和敲低慢病毒(shACC1)的使用;转染试剂Lipofectamine 2000和polybrene的浓度;嘌呤霉素筛选浓度(2 μg/ml)和维持浓度(1 μg/ml)
阅读提示:Materials and methods 中的 Cell culture and reagents 和 Transfection 部分
功能实验(迁移和侵袭)
Transwell迁移/侵袭实验的细胞数量(2×10^4)、接种体积(200 μl)、下室FBS浓度(10%)、Matrigel包被条件(1:3稀释,100 μl)、培养时间(24小时);划痕实验的细胞融合度(~90%)、低血清培养基(2% FBS)、观察时间点(0、24、48小时)
阅读提示:Materials and methods 中的 Transwell migration and invasion assays 和 Wound-healing assay 部分
机制验证(SDH、ROS、乙酰辅酶A)
SDH活性测定使用的细胞数量(8×10^6)、检测波长(600 nm);ROS检测DHE浓度(10 μM)、孵育时间(30分钟)及流式细胞仪FL2通道;乙酰辅酶A检测试剂盒及细胞数量(8×10^6)
阅读提示:Materials and methods 中的 SDH enzyme activity assay、Cellular ROS measurement、Acetyl-CoA measurement 部分
表观遗传机制验证
甲基化特异性PCR使用的引物、PCR条件(95°C 5分钟;45个循环:95°C 30秒,60°C 30秒,72°C 45秒;72°C 10分钟);Aza(4 μM)、C646(5 μM)、NAC(5 mM)处理时间(48小时)
阅读提示:Materials and methods 中的 Methylation-specific PCR 部分及 Figure legends 3、4、5
临床预后分析
组织芯片样本量(123例)、免疫组化ACC1抗体稀释度(1:300)、评分标准;TCGA、CPTAC和CGGA数据库的筛选条件(如TCGA-GBM队列)和统计方法(Spearman相关、单因素Cox回归)
阅读提示:Materials and methods 中的 Immunohistochemical staining、Public database analysis 和 Statistical analysis 部分;Results 中最后一个结果小节