RND1通过AKT/GSK3-β通路抑制胶质母细胞瘤的上皮间质转化和替莫唑胺耐药性

RND1 inhibits epithelial-mesenchymal transition and temozolomide resistance of glioblastoma via AKT/GSK3-β pathway.

作者信息Qian Sun, Junjie Xu, Fan'en Yuan, Yan Liu, Qianxue Chen, Lirui Guo, Huimin Dong, Baohui Liu
PMID38444223
发布时间2024-12-31
DOI10.1080/15384047.2024.2321770

实验完整度

体外细胞功能实验(增殖、迁移)、Western blot机制验证、体内裸鼠移植瘤模型及TMZ联合治疗。

主要模型

U87人胶质母细胞瘤细胞系 U251人胶质母细胞瘤细胞系 TMZ耐药U87细胞系(U87-TR) 皮下移植瘤裸鼠模型

重点核对

RND1过表达和敲低质粒的转染效率 TMZ浓度:400 μM TMZ给药方案:50 mg/kg,每天一次,连续5天,共2个周期 U87-TR建立方法:梯度递增TMZ浓度,最终400 μM,持续6个月 SC66和SC79的浓度及处理时间

摘要

胶质母细胞瘤(GBM)是中枢神经系统中最恶性的肿瘤之一。对替莫唑胺(TMZ)的耐药在GBM中不可避免,TMZ耐药的特征严重阻碍了临床治疗。探索GBM治疗中侵袭性和TMZ耐药的潜在机制是值得的。使用生物信息学分析分析了RND1与一系列EMT相关基因之间的关联。使用集落形成实验和细胞活力实验评估U87和U251细胞的生长。基于transwell和伤口愈合实验评估细胞侵袭状态。使用Western blot检测GBM细胞中的蛋白表达。在裸鼠中进行靶向RND1联合TMZ治疗,以评估RND1作为GBM临床靶点的潜在应用。RND1的过表达抑制了U87和U251细胞的进展和迁移。RND1敲低促进了GBM细胞的生长和侵袭。RND1通过抑制AKT和GSK3-β的磷酸化来调节GBM细胞的EMT。在体外和体内均证实了RND1对TMZ敏感性的促进作用。本研究表明,RND1的过表达通过下调GBM中的AKT/GSK3-β通路抑制了迁移和EMT状态。RND1在体外和体内均增强了GBM细胞对TMZ的敏感性。我们的发现可能有助于GBM的靶向治疗和对GBM中TMZ耐药机制的理解。

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
RND1是否通过AKT/GSK3-β通路抑制胶质母细胞瘤的上皮间质转化和替莫唑胺耐药性?
核心机制
RND1通过抑制AKT和GSK3-β的磷酸化来调节GBM细胞的EMT,并增强TMZ敏感性。
主要证据
体外实验:RND1过表达抑制U87和U251细胞增殖和迁移,敲低则相反;Western blot显示RND1抑制p-AKT和p-GSK3-β,AKT抑制剂SC66可逆转;体内实验:裸鼠移植瘤模型中RND1过表达增强TMZ抗肿瘤效果。
研究意义
RND1可能作为GBM的潜在治疗靶点,为克服TMZ耐药提供新策略。

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

细胞培养与TMZ耐药细胞系建立

建立实验所需的细胞模型,包括正常和TMZ耐药的GBM细胞。

U87和U251细胞用高糖DMEM(含10% FBS)培养;U87-TR通过梯度递增TMZ浓度(最终400 μM)处理6个月建立。

2

RND1过表达和敲低

改变RND1表达水平,以研究其对GBM细胞功能的影响。

通过转染pCDNA3.1-Flag-RND1质粒过表达RND1,通过转染shRND1质粒敲低RND1。

3

细胞增殖和克隆形成实验

评估RND1表达变化对GBM细胞生长的影响。

使用CCK-8试剂盒检测细胞活力,使用集落形成实验评估克隆形成能力。

4

细胞迁移和侵袭实验

评估RND1对GBM细胞迁移和侵袭能力的影响。

使用伤口愈合实验和Transwell实验检测细胞迁移和侵袭能力。

5

Western blot检测蛋白表达

检测RND1对EMT相关蛋白及AKT/GSK3-β通路蛋白表达的影响。

裂解细胞提取蛋白,SDS-PAGE电泳,转膜,抗体孵育,ECL显色。

6

体内移植瘤模型

评估RND1过表达联合TMZ治疗在体内的抗肿瘤效果。

将稳定过表达RND1和荧光素酶的U87细胞皮下注射到裸鼠腋下,7天后开始TMZ治疗,21天通过IVIS检测肿瘤生长,28天处死取瘤。

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
高糖DMEM培养基Gibco10099141C
胎牛血清Gibco--
替莫唑胺SelleckS1237
SC66MedChemExpressHY-19832
二甲基亚砜ServicebioGC203005
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
蛋白酶抑制剂混合物Roche4693116001
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0012S
5×上样缓冲液BeyotimeP0015
PVDF膜文中未明确说明--
ECL化学发光底物试剂盒BiosharpBL520A
ChemiDoc成像系统Bio-Rad--
细胞计数试剂盒-8Dojindo Molecular TechnologiesCK04
多功能酶标仪PerkinElmer--
结晶紫Beyotime--
倒置显微镜OlympusBX51
D-荧光素钾盐BeyotimeST196
活体成像系统BrukerXtreme BI
抗RND1抗体GeneTexGTX83709
抗GAPDH抗体Cell Signalling Technology#5174
抗Flag抗体Medical Biological LaboratoriesM185
抗E-钙粘蛋白抗体Proteintech20874-1-AP
抗N-钙粘蛋白抗体Proteintech22018-1-AP
抗波形蛋白抗体Proteintech10366-1-AP
抗Snail1抗体Santa Cruzsc-28199
抗MMP2抗体Proteintech10373-2-AP
抗AKT抗体GeneTexGTX121937
抗磷酸化AKT抗体Cell Signalling Technology#4060
抗GSK-3β抗体Cell Signalling Technology#12456
抗磷酸化GSK-3β抗体Cell Signalling Technology#9323
抗β-连环蛋白抗体Proteintech51067-2-AP
抗MAPK抗体Cell Signalling Technology#4511
抗磷酸化MAPK抗体Cell Signalling Technology#9212
抗Smad3抗体Proteintech66516-1-Ig

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
U87和U251细胞来源(上海细胞生物学研究所),培养条件(高糖DMEM+10%FBS),TMZ耐药细胞建立方法(梯度浓度,终浓度400μM,6个月)
阅读提示:Materials and methods - Cell culture
质粒转染
过表达质粒pCDNA3.1-Flag-RND1和敲低质粒shRND1的序列及转染方法
阅读提示:Materials and methods - Plasmid construction of RND1
细胞活力检测
CCK-8检测时间点(0h, 24h, 48h, 72h),细胞密度,TMZ处理浓度(400μM)
阅读提示:Materials and methods - Cell viability assay
迁移和侵袭实验
伤口愈合实验划痕时间点(0h和48h),FBS浓度(1%),Transwell侵袭实验培养时间(24h)
阅读提示:Materials and methods - Wound healing assay, Transwell assay
Western blot
蛋白上样量(20μg),SDS-PAGE凝胶浓度(10-12%),抗体稀释比例(文中未明确说明)
阅读提示:Materials and methods - Western blot analysis
体内动物实验
动物品系(Balb/c裸鼠,4周龄雄性),细胞注射量(1×10^6),TMZ给药方案(50mg/kg,腹腔注射,每天一次,连续5天,共2个周期),实验终点(21天IVIS,28天处死)
阅读提示:Materials and methods - Generation of stable cell line and subcutaneous xenograft mouse model