Serglycin在原发性肝癌中的作用:对肿瘤微环境和巨噬细胞相互作用的见解

Serglycin's role in primary liver cancer: insights into tumor microenvironment and macrophage interaction.

作者信息Qinghai Lian, Chonghan Ma, Xiaoxiao Wang, Jiani Wang, Jindi Zeng, Jiongshan Zhang, Yongwei Li
PMID41476965
发布时间2025-12-16
DOI10.3389/fimmu.2025.1668627

实验完整度

高

包含单细胞转录组、GEPIA/TIMER等生物信息学分析,HepG2细胞体外功能实验,裸鼠皮下移植瘤体内实验,以及巨噬细胞共培养和机制验证(NF-κB/STAT3通路)。

主要模型

HepG2细胞系(SRGN过表达) BALB/c裸鼠皮下移植瘤模型 THP-1来源巨噬细胞 Huh7细胞系

重点核对

SRGN过表达载体转染HepG2细胞的构建及验证 索拉非尼处理浓度(2-25 μM)及耐药指数 HepG2SG与HepG2-NC细胞皮下接种裸鼠的成瘤实验 THP-1巨噬细胞分化及与肝癌细胞共培养条件 IHC和IF检测CD34、CD80、CD206的切片处理

摘要

背景:Serglycin (SRGN) 是一种重要的蛋白聚糖,可调节肿瘤发生,但其在原发性肝癌 (PLC) 中的作用仍不清楚。方法:我们使用生物信息学分析研究了 SRGN 在 PLC 中的表达和预后潜力。用 SRGN 过表达载体转染 HepG2 细胞,并在体外检查其增殖、迁移、侵袭、对索拉非尼的耐药性和血管生成能力。使用裸鼠建立了皮下异种移植肿瘤模型。将 SRGN 过表达的肝癌细胞与 THP-1 衍生的巨噬细胞共培养。分别通过流式细胞术、ELISA 和蛋白质印迹检查了 CD80 和 CD206 的表达、分泌分子以及 NF-κB 和 STAT3 信号通路。在与 SRGN 促进的巨噬细胞共培养的 HepG2 和 Huh7 中研究了 Transwell 迁移和侵袭。结果:单细胞分析显示 SRGN 在 17 个不同的细胞亚群中表达,与正常组织相比,肿瘤组织中的巨噬细胞表达更高。SRGN 在细胞周期各阶段持续高表达,而在巨噬细胞伪时间轨迹中表现出动态表达。细胞通讯分析表明,SRGN 参与了肿瘤微环境 (TME) 内的相互作用,特别是在 VEGF 信号网络中。自分泌 SRGN 促进了 HepG2 细胞体外的侵袭性,尤其是促血管生成活性,以及体内的致瘤性,并赋予了对索拉非尼的耐药性。旁分泌 SRGN 促进了 TAM 向 M2 样表型的部分极化,伴随着包括 NF-κB 和 STAT3 在内的信号通路的激活。上清液中分泌的精氨酸酶1和 SRGN 的水平升高。SRGN 过表达的 TAM 促进了肝癌细胞的侵袭和迁移。结论:我们的发现强调了 SRGN 在 PLC 的 TME 中的作用。肝癌细胞分泌的旁分泌 SRGN 诱导 SRGN 高表达的 TAM,建立了一个驱动 PLC 进展的自我强化机制。针对 SRGN 的治疗策略应考虑其依赖于 TME 细胞的特定环境作用。

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
SRGN在原发性肝癌(PLC)中的表达、预后价值及其在肿瘤微环境中与巨噬细胞相互作用的机制。
核心机制
肝癌细胞自分泌SRGN促进自身侵袭和血管生成并导致索拉非尼耐药;旁分泌SRGN诱导肿瘤相关巨噬细胞(TAM)向M2样表型极化,伴随NF-κB和STAT3通路激活,进而促进肝癌细胞迁移和侵袭,形成自我强化的正反馈机制。
主要证据
HepG2SRGN过表达细胞在体外表现出增强的增殖、侵袭、血管生成和耐药,在裸鼠中形成更重的移植瘤;共培养实验表明SRGN过表达细胞促进TAM向M2样极化并增强肝癌细胞迁移侵袭,同时VEGF-A表达升高。
研究意义
研究揭示了SRGN在PLC肿瘤微环境中的复杂作用,并指出针对SRGN的治疗策略应考虑其在不同微环境细胞中的特定作用,为开发新的免疫治疗策略提供潜在靶点。

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

SRGN表达与预后分析

评估SRGN在PLC中的表达水平及其与患者预后的关联。

利用GEPIA、Kaplan-Meier plotter、TIMER、CPTAC或HPA等数据库进行泛癌差异表达和预后分析;对TCGA-LIHC队列进行单基因差异表达分析、GSEA富集分析、免疫浸润(ssGSEA)和免疫检查点基因相关性分析。

2

构建SRGN过表达细胞系

建立体外和体内研究SRGN功能的细胞模型。

SRGN序列克隆至pLVX-IRES-Neo载体,与包装质粒共转染293T细胞包装慢病毒,感染HepG2细胞并用G418筛选稳定表达细胞株HepG2SG和空载体对照HepG2-NC。

3

体外功能表型验证

检测SRGN过表达对肝癌细胞增殖、耐药、侵袭和血管生成能力的影响。

通过CCK8实验检测细胞增殖和对索拉非尼的耐药性;Transwell实验检测细胞侵袭;利用HUVECs管形成实验和肿瘤细胞血管生成拟态实验评估血管生成能力,并使用RT-qPCR和Western blot验证SRGN表达。

4

体内成瘤实验

验证SRGN在体内的促肿瘤生长和血管生成作用。

将HepG2SG和HepG2-NC细胞皮下注射至BALB/c裸鼠,监测肿瘤生长,4周后处死取材,测量肿瘤重量,并进行H&E、IHC(CD34)和PAS染色分析微血管密度。

5

巨噬细胞共培养与极化分析

探究SRGN过表达的肝癌细胞对巨噬细胞极化的影响及其反馈作用。

THP-1细胞经PMA诱导分化为M0巨噬细胞,与HepG2SG或HepG2-NC细胞共培养获得TAM2和TAM1。通过流式细胞术检测CD80和CD206,ELISA检测Arg1、SRGN等分泌因子,Western blot检测NF-κB和STAT3通路蛋白。

6

TAMs对肝癌细胞功能的影响

验证SRGN诱导的TAMs是否能反过来促进肝癌细胞的恶性表型。

将TAM1和TAM2分别与HepG2和Huh7细胞共培养,通过CCK8实验检测细胞活力,Transwell实验检测迁移和侵袭能力。

7

单细胞转录组分析

在单细胞水平上解析SRGN在肝癌微环境中的表达分布和细胞通讯网络。

对GSE242889数据集进行质量控制、降维聚类、细胞注释,分析SRGN在不同细胞类型中的表达,进行细胞周期评分、伪时间轨迹分析,并用CellChat分析细胞间通讯,重点关注VEGF信号网络。

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Invitrogen Corp--
第一链cDNA合成试剂盒Takara Inc.--
SYBR Green qPCR预混液Invitrogen Corp--
RIPA裂解液Thermo Scientific™--
Immobilon-P转印膜MilliporeIPVH00010
兔抗SRGN抗体BIOSSbs-6789R
抗NF-κB抗体CSTD14E12
p65抗体CST8242
p65抗体CST3039
磷酸化Stat3抗体CST9134
抗STAT3抗体AbcamEPR787Y,
GAPDH抗体Kangcheng BioKC-5G5
辣根过氧化物酶标记的兔抗大鼠IgGBode Biotech Co., Ltd.BA1058
Pro-light HRP化学发光试剂盒TIANGEN--
索拉非尼SelleckS7397
二甲基亚砜SelleckS1209
CellTiter 96 AQueous One Solution细胞增殖检测试剂PromegaG3582
基质胶BD Company356234
RPMI1640培养基----
佛波醇12-豆蔻酸酯13-乙酸酯Solarbio16561-29-8
脂多糖Sigma-AldrichL2880
干扰素-γ4Abiotech--
白细胞介素-4PeproTech200-04
白细胞介素-13BeyotimeP5178
CD80抗体eBioscience™11-0809-42
CD206抗体eBioscience™17-2069-42
抗CD34抗体ImmunoWayYT0757
DAB底物Abcamab64238
PAS染色试剂盒SolarbioG1285
ELISA试剂盒Elabscience--

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
生物信息学分析
分析数据集GSE242889,质量控制标准(基因数>200,<5000,线粒体基因<10%),聚类分辨率0.3。
阅读提示:Methods 2.1
细胞培养与转染
HepG2细胞,G418筛选浓度(400 μg/mL)和时间(1个月)。
阅读提示:Methods 2.5
体外功能实验
细胞增殖、侵袭、耐药和血管生成实验的具体条件。
阅读提示:Methods 2.8, 2.9, 2.10
动物实验
BALB/c裸鼠的性别、周龄、体重,细胞接种量、部位、监测和处死方法。
阅读提示:Methods 2.11
巨噬细胞实验
THP-1细胞密度,PMA浓度和处理时间,M1/M2极化条件,共培养时间和Transwell孔径。
阅读提示:Methods 2.15, 2.16