FOXM1通过调节CDK2表达促进葡萄膜黑色素瘤细胞的生长和转移

FOXM1 promote the growth and metastasis of uveal melanoma cells by regulating CDK2 expression.

作者信息Xue Bai, Shan Li, Yan Luo
PMID38342795
发布时间2024-02-11
DOI10.1007/s10792-024-02943-y

实验完整度

包含生物信息学数据库分析和体外细胞功能实验,有明确的实验方法和验证结果,但缺乏动物实验等体内验证,功能验证和机制验证不够充分。

主要模型

葡萄膜黑色素瘤细胞系MUM-2B和M619 正常人表皮黑色素细胞系PIG1 GSE22138数据库中的UVM组织样本

重点核对

FOXM1在UVM细胞系MUM-2B和M619中高表达,与正常黑色素细胞PIG1相比具有显著差异 si-FOXM1#2转染MUM-2B和M619细胞后,FOXM1表达显著下调,功能实验显示细胞增殖、迁移和侵袭能力受到抑制 FOXM1沉默后CDK2表达下调,提示FOXM1可能通过CDK2调控细胞周期 GEPIA和UALCAN数据库分析显示FOXM1和MET高表达与UVM患者较差的总生存期相关

摘要

背景:葡萄膜黑色素瘤(UVM)是一种起源于眼部黑色素细胞的侵袭性恶性肿瘤。在此,我们筛选了可能参与UVM发展和预后的基因,并确定FOXM1和MET与UVM患者的预后相关。叉头框蛋白M1(FOXM1)是一种转录因子,调节DNA复制所需的细胞周期相关基因的表达。然而,FOXM1在UVM中的调控机制仍不清楚。在此,我们研究了FOXM1在UVM细胞恶性表型中的调控及其对UVM患者预后的影响。方法:使用基因表达综合(GEO)数据库中的GSE22138数据获得UVM基因表达谱。采用加权基因共表达网络分析(WGCNA)构建与UVM预后密切相关的转移关键模块基因。通过基因本体论分析识别潜在生物学通路。进行蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络和枢纽共享基因验证。使用GEPIA和UALCAN数据库分析候选基因(FOXM1或MET)与UVM患者预后的关系。通过定量实时聚合酶链反应(qRT-PCR)和蛋白质印迹检测FOXM1的表达。采用集落形成和细胞计数试剂盒-8(CCK-8)实验检测细胞增殖,划痕愈合实验检测迁移,transwell侵袭分析检测侵袭。结果:GEO数据库显示有或无转移的UVM样本之间的差异表达基因,并通过WGCNA构建了转移的关键模块基因。PPI网络显示七个候选基因(VEGFA、KRAS、MET、SRC、EZR、FOXM1和CCNB1)与UVM转移密切相关。GEPIA和UALCAN分析表明FOXM1和MET与UVM患者的预后相关。这些实验结果表明FOXM1在UVM细胞中高表达。FOXM1缺陷抑制UVM细胞的增殖、迁移和侵袭能力。结论:FOXM1沉默可能阻碍UVM细胞进展,为UVM治疗提供了新的理论基础和新见解。

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
FOXM1在葡萄膜黑色素瘤细胞恶性表型中的调控作用及其对患者预后的影响。
核心机制
FOXM1可能通过调控CDK2表达参与细胞周期阻滞,从而影响UVM细胞的生长和转移。
主要证据
体外实验显示FOXM1在UVM细胞中高表达,si-FOXM1沉默后UVM细胞增殖、迁移和侵袭能力下降,且CDK2蛋白水平表达下调,支持FOXM1通过CDK2发挥促癌作用。
研究意义
FOXM1沉默可能阻碍UVM细胞进展,为UVM治疗提供新的理论基础和潜在治疗靶点。

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

识别差异表达基因并构建共表达网络

筛选与UVM转移相关的关键基因模块。

利用GEO数据库中GSE22138数据集,通过limma包进行差异表达分析,得到5362个差异表达基因。进一步通过WGCNA构建基因共表达网络,识别与UVM转移最相关的模块(灰色模块)。

2

功能富集和蛋白质相互作用网络分析

对关键模块基因进行功能注释并筛选核心候选基因。

对灰色模块基因进行GO富集分析。将模块基因导入STRING数据库构建PPI网络,并使用CytoNCA插件进行拓扑分析,最终筛选出7个候选基因。

3

预后关联分析

评估候选基因与UVM患者预后的关系。

使用GEPIA和UALCAN数据库分析候选基因(FOXM1和MET)的表达水平与UVM患者总生存期的关系,并评估其与癌症分期的关系。

4

检测FOXM1在UVM细胞中的表达

验证FOXM1在UVM细胞系中的表达水平。

通过qRT-PCR和Western blot检测FOXM1在正常人表皮黑色素细胞(PIG1)和葡萄膜黑色素瘤细胞系(MUM-2B和M619)中的表达。

5

体外功能实验验证FOXM1对UVM细胞行为的影响

探究FOXM1对UVM细胞增殖、迁移和侵袭能力的影响。

使用siRNA(si-FOXM1#1、#2、#3)转染MUM-2B和M619细胞沉默FOXM1表达,随后进行CCK-8实验、集落形成实验、划痕愈合实验和Transwell侵袭实验。

6

初步机制探索

探索FOXM1调控UVM细胞恶性行为的潜在机制。

通过STRING、GeneCards和KEGG分析预测FOXM1的相互作用蛋白和参与的通路,并检测FOXM1沉默后CDK2的表达变化。

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Procell--
RPMI-1640培养基Procell--
胎牛血清Procell--
抗生素Procell--
RiboFECT CP转染试剂Ribobio--
Triquick试剂Solarbio--
SweScript RT I第一链cDNA合成试剂盒Servicebio--
2× SYBR Green qPCR预混液(低ROX)Servicebio--
RIPA裂解液Solarbio--
SDS-PAGE凝胶Beyotime--
PVDF膜Beyotime--
FOXM1抗体Proteintech13147-1-AP
CDK2抗体Proteintech10122-1-AP
GAPDH抗体Proteintech10494-1-AP
山羊抗兔IgG H&L二抗Abcamab175773
BeyoECL Star试剂盒Beyotime--
CCK-8溶液Servicebio--
Transwell小室Corning--
基质胶Solarbio--
结晶紫Solarbio--
结晶紫Solarbio--

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
细胞系来源和培养条件,包括PIG1、MUM-2B和M619细胞的培养基、血清和抗生素添加。
阅读提示:Materials and methods: Cell culture
基因沉默
siRNA序列、转染试剂和转染效率验证。
阅读提示:Materials and methods: Cell transfection; Results: FOXM1 silence restrained the proliferation, migration and invasion in UVM cells
体外功能实验
CCK-8实验的时间点,划痕实验和Transwell实验的观察时间,细胞接种密度。
阅读提示:Materials and methods: Cell counting kit-8 (CCK-8) assay, Wound healing assay, Transwell assay, Colony formation assay
蛋白表达检测
Western blot中使用的抗体及其稀释比例。
阅读提示:Materials and methods: Western blot