α2,6-唾液酸化通过靶向Wnt/β-catenin通路介导肝细胞癌的体外和体内生长

α2,6-Sialylation mediates hepatocellular carcinoma growth in vitro and in vivo by targeting the Wnt/β-catenin pathway.

作者信息Y Zhao, A Wei, H Zhang, X Chen, L Wang, H Zhang, X Yu, Q Yuan, J Zhang, S Wang
PMID28553930
发布时间2017-05-29
DOI10.1038/oncsis.2017.40

实验完整度

包含细胞系体外功能实验(过表达和敲低)、小鼠异种移植模型及DENA诱导肝肿瘤模型,并涉及Wnt/β-catenin通路机制验证。

主要模型

Huh-7细胞 MHCC97-H细胞 裸鼠异种移植模型 DENA诱导肝肿瘤小鼠模型

重点核对

ST6Gal-I在HCC组织和细胞中的表达 ST6Gal-I过表达和敲低后细胞增殖、迁移、侵袭能力变化 Wnt/β-catenin通路中关键蛋白(β-catenin, p-GSK-3β, Cyclin D1, c-Myc)的表达 异种移植模型中肿瘤体积和重量

摘要

由于唾液酸转移酶的过表达导致的异常唾液酸化与肿瘤发生和进展有关。尽管ST6Gal-I通过影响多种受体来影响癌症的持续和进展,但其潜在机制和介导因子在很大程度上仍然不清楚,尤其是在肝细胞癌(HCC)中。我们发现ST6Gal-I在HCC组织和细胞中表达显著上调,其高表达与侵袭性表型和不良预后相关。此外,我们在体外和体内研究了ST6Gal-I在HCC肿瘤发生和转移中的作用和机制。ST6Gal-I过表达促进了Huh-7细胞的增殖、迁移和侵袭,而其敲低限制了MHCC97-H细胞的这些能力。此外,在小鼠异种移植模型中,ST6Gal-I敲低的MHCC97-H细胞形成了明显更小的肿瘤,表明ST6Gal-I过表达可以诱导HCC细胞恶性转化。重要的是,ST6Gal-I增强的HCC肿瘤发生和转移可能与Wnt/β-catenin信号通路促进有关,包括β-catenin核转位和下游分子的上调。总之,我们的结果表明ST6Gal-I通过调节Wnt/β-catenin信号分子促进HCC细胞的生长和侵袭,并且ST6Gal-I可能是HCC预后和治疗的有希望的标志物。

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
ST6Gal-I在肝细胞癌发生发展中的作用及其潜在分子机制是什么?
核心机制
ST6Gal-I通过上调Wnt/β-catenin信号通路,促进β-catenin核转位及下游分子表达,从而促进HCC细胞增殖、迁移和侵袭。
主要证据
在Huh-7细胞中过表达ST6Gal-I增强细胞增殖、迁移和侵袭,并伴随Wnt/β-catenin通路蛋白表达上调;在MHCC97-H细胞中敲低ST6Gal-I抑制这些行为并降低通路蛋白表达;异种移植实验证实敲低ST6Gal-I减小肿瘤体积。
研究意义
ST6Gal-I可能是HCC预后和治疗的有希望的标志物。

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

ST6Gal-I表达与临床相关性分析

评估ST6Gal-I在肝细胞癌组织中的表达及其与患者临床特征和预后的关系。

通过免疫组织化学(IHC)检测80对HCC及癌旁组织中ST6Gal-I表达,使用Pearson卡方检验分析其与临床特征(性别、病灶数、病理分级)的相关性,并通过生存曲线分析其与患者总生存期和无病生存期的关系。

2

体外过表达ST6Gal-I功能实验

验证ST6Gal-I过表达对HCC细胞增殖、迁移和侵袭的影响。

用pcDNA3.1/ST6Gal-I转染Huh-7细胞,通过CCK-8实验、克隆形成实验、流式细胞术检测细胞周期、划痕实验和Transwell实验评估细胞增殖、迁移和侵袭能力。

3

体外敲低ST6Gal-I功能实验

验证ST6Gal-I敲低对HCC细胞恶性表型的影响。

用shRNA转染MHCC97-H细胞,通过CCK-8、克隆形成、流式细胞术、划痕和Transwell实验评估细胞增殖、迁移和侵袭能力。

4

体内异种移植瘤实验

评估ST6Gal-I敲低对体内肿瘤生长的影响。

将MHCC97-H/shST6Gal-I细胞和对照组细胞皮下注射裸鼠,4周后测量肿瘤体积、大小和重量,并通过IHC和western blot检测肿瘤组织中的ST6Gal-I表达。

5

机制研究:Wnt/β-catenin信号通路

探究ST6Gal-I影响HCC恶性行为的分子机制,特别是对Wnt/β-catenin通路的影响。

通过western blot检测过表达或敲低ST6Gal-I后细胞中Wnt/β-catenin通路相关蛋白(β-catenin、p-GSK-3β、Cyclin D1、c-Myc、TCF1等)的表达,并用免疫荧光检测β-catenin的亚细胞定位。

6

DENA诱导肝肿瘤模型验证

进一步验证ST6Gal-I在肝癌发生过程中的表达变化及其与Wnt通路的关系。

用DENA和CCl4诱导C57BL/6J小鼠肝肿瘤,在不同时间点(0、2、4、8、9、10、16、18、20、22、24周)处死小鼠,通过IHC和western blot检测ST6Gal-I及Wnt通路蛋白的表达。

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
杜氏改良Eagle培养基----
胎牛血清----
青霉素/链霉素----
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
G418Sigma-Aldrich--
TRIzol试剂Life Technologies--
PrimeScript逆转录试剂盒Takara--
裂解缓冲液Beyotime--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
PVDF膜Pall Corporation--
ST6Gal-I抗体Abcamab77676
PI3K抗体ElabscienceENT3709
Akt抗体Abcamab8805
p-Akt抗体ElabscienceENP0006
GSK-3β抗体Affinity BiosciencesAF5016
磷酸化Ser9 GSK-3β抗体BioworldBS4084
β-catenin抗体ElabscienceENT0672
p-β-catenin抗体ElabscienceENP0047
Erk抗体ElabscienceEPP12809
p-Erk抗体ElabscienceENP0497
JNK抗体ElabscienceEPP14522
p-JNK抗体ElabscienceENP0156
Cyclin D1抗体Affinity BiosciencesDF6386
c-Myc抗体BioworldBS2462
TCF1抗体Santa Cruz Biotechnology--
TCF3抗体BioworldBS2466
TCF4抗体BioworldP15884
MMP-2抗体Santa Cruz BiotechnologySC-10736
MMP-7抗体BioworldBS1239
MMP-9抗体Santa Cruz BiotechnologySC-10737
EMMPRIN抗体Bioworld--
GAPDH抗体Proteintech10494-1-AP
辣根过氧化物酶标记的二抗ZSGB-BIOZB-2301
增强化学发光试剂Advansta--
Image Lab软件Bio-Rad--
anti-GM130抗体BD Biosciences--
DAPI----
琼脂糖Sigma-Aldrich--
碘化丙啶----
黑接骨木凝集素----
Accuri C6流式细胞仪BD Biosciences--
Transwell小室Corning--
Matrigel基质胶----

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
Huh-7和MHCC97-H细胞系的来源及培养条件(DMEM、10%FBS、1%青霉素/链霉素)
阅读提示:Materials and methods: Cell culture
转染
载体构建(pcDNA3.1/ST6Gal-I和shST6Gal-I)、转染试剂(Lipofectamine 2000)、筛选浓度(G418 800mg/ml)
阅读提示:Materials and methods: Vector construction and transfection
体外功能实验
CCK-8检测时间点(24,48,72,96h)、克隆形成铺板密度(Huh-7 4×10^4, MHCC97-H 8×10^4)、划痕实验观察时间(0-12h)、Transwell迁移细胞数(Huh-7 8×10^4, MHCC97-H 4×10^4)及侵袭实验细胞数(Huh-7 1.6×10^5, MHCC97-H 8×10^4)
阅读提示:Materials and methods: CCK-8 assay, colony formation, flow cytometry, Transwell migration and invasion assay
体内异种移植
动物品系(裸鼠)、周龄(4-6周)、细胞接种量(2×10^7)、注射体积(100μl PBS)、观察周期(30天)
阅读提示:Materials and methods: Xenograft model
机制验证
Wnt通路蛋白检测抗体(β-catenin, p-GSK-3β等)及稀释比例、免疫荧光中β-catenin定位方法
阅读提示:Materials and methods: Western blot, Immunofluorescence