AURKA抑制通过NPM1/YAP1轴诱导尤文肉瘤凋亡和铁死亡

AURKA inhibition induces Ewing's sarcoma apoptosis and ferroptosis through NPM1/YAP1 axis.

作者信息Huimou Chen, Jing Hu, Xilin Xiong, Hongling Chen, Biaojun Lin, Yusong Chen, Yang Li, Di Cheng, Zhihua Li
PMID38287009
发布时间2024-01-29
DOI10.1038/s41419-024-06485-0

实验完整度

包含细胞系体外实验、裸鼠移植瘤模型、患者样本分析及分子机制验证(Co-IP、WB等),并采用多种抑制剂和基因敲降验证功能。

主要模型

尤文肉瘤细胞系A673、RDES、SKNMC、SK-NEP-1 BMSC正常对照细胞 A673细胞裸鼠异种移植瘤模型 患者肿瘤组织样本

重点核对

TCS7010处理浓度:1μM(多数实验) 细胞死亡抑制剂浓度:ZVAD-FMK、necrostatin-1、ferrostatin-1均为10μM,chloroquine为50μM 体内给药:TCS7010腹腔注射40mg/kg/d,共14天 细胞接种数量:A673细胞4×10^6皮下注射裸鼠 存活分析队列:R2平台n=88,本中心患者样本量未明确

摘要

尤文肉瘤(ES)是一种罕见且高度侵袭性的恶性骨和软组织肿瘤。对于难治性或复发性疾病,患者的治疗选择非常有限。识别新的潜在治疗靶点并将其应用于临床极为紧迫。在本研究中,进行了小分子药物文库的高通量筛选。鉴定了极光激酶A(AURKA)抑制剂TCS7010在ES细胞中的杀伤作用,并选择AURKA作为进一步研究的对象。采用不同的抑制剂来研究TCS7010的细胞死亡方式。使用TCS7010和RNA沉默评估AURKA在ES细胞凋亡和铁死亡中的功能。使用免疫共沉淀实验研究AURKA和核磷蛋白1(NPM1)在ES中的相关性。使用裸鼠移植瘤模型研究AURKA在体内ES中的作用。使用ES细胞系和异种移植模型进行AURKA蛋白活性的研究。发现AURKA在ES中显著上调。AURKA表达水平与ES患者较短的总生存期(OS)和无事件生存期(EFS)显著相关。此外,AURKA抑制显著诱导ES细胞凋亡和铁死亡,并在体内减弱肿瘤发生。在潜在机制方面,发现AURKA抑制通过NPM1/Yes1相关转录调节因子(YAP1)轴触发ES细胞凋亡和铁死亡,这为ES的肿瘤发生提供了新的见解。AURKA可能是ES患者临床干预的前瞻性靶点。

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
AURKA在尤文肉瘤中的表达及其在肿瘤生长和细胞死亡中的作用机制是什么?
核心机制
AURKA通过磷酸化NPM1 Thr95促进YAP1蛋白稳定性,从而抑制ES细胞凋亡和铁死亡。
主要证据
在ES细胞系中,AURKA抑制(TCS7010或敲降)诱导凋亡和铁死亡;Co-IP证实AURKA与NPM1、NPM1与YAP1相互作用;NPM1 Thr95磷酸化状态影响其与YAP1结合;裸鼠移植瘤实验显示AURKA抑制抑制肿瘤生长。
研究意义
AURKA可能是ES患者的潜在治疗靶点,诱导凋亡和铁死亡可能是重要的抗癌策略。

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

药物筛选与体外活性评价

筛选能抑制ES细胞生长的化合物并验证其抗增殖作用

使用294种化合物库对A673进行筛选,发现TCS7010;CCK-8和集落形成实验检测细胞活力与增殖

2

表达与预后关联分析

检测AURKA在ES中的表达及与患者生存的关系

RT-qPCR和WB检测ES细胞系中AURKA表达;利用R2平台及本中心样本进行生存分析;IHC检测组织表达

3

细胞死亡方式鉴定

确定TCS7010诱导的细胞死亡类型

使用凋亡、坏死、自噬和铁死亡抑制剂,结合CCK-8和集落形成实验

4

细胞功能实验

验证AURKA抑制对凋亡和铁死亡的影响

检测凋亡率(流式)、ROS、脂质ROS、Fe2+水平,WB检测相关蛋白

5

体内验证

评估AURKA抑制在体内的抗肿瘤作用

建立A673裸鼠移植瘤模型,给予TCS7010或敲降AURKA,监测肿瘤生长,IHC和Tunel检测

6

机制探究

阐明AURKA调控凋亡和铁死亡的分子机制

Co-IP和质谱鉴定相互作用蛋白;验证NPM1磷酸化位点;检测YAP1稳定性

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。

验证分子表达变化
验证免疫效应
验证机制链路
评估体内效果

产品清单

实验环节名称品牌货号
TCS7010TargetMol--
ZVAD-FMKTargetMol--
Necrostatin-1TargetMol--
Ferrostatin-1TargetMol--
氯喹TargetMol--
细胞计数试剂盒-8----
Annexin V-Alexa Fluor 647/7-AAD凋亡检测试剂盒4A Biotech Co., Ltd.--
RIPA裂解液----
蛋白酶抑制剂混合物KeyGene--
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific--
PVDF膜Sigma-Aldrich--
TRIzol试剂TaKaRa Bio Inc.--
逆转录试剂盒Invitrogen--
SYBR Premix Ex Taq IITakara--
ABI-7300实时荧光定量PCR仪Applied Biosystems--
iTaq Universal SYBR Green一步法试剂盒Bio-Rad Laboratories, Inc.--
DCFH-DA探针BeyotimeS0033S
BODIPY 581/591 C11十一酸Thermo Fisher ScientificD3861
铁检测试剂盒SolarbioBC5415
小干扰RNAGenePharma--
短发夹RNAGeneCopoeia--
抗人AURKA抗体Cell Signaling Technology14475
抗Ki67抗体Proteintech27309-1-AP
抗GPX4抗体Proteintech67763-1-Ig
抗NPM1抗体Proteintech10306-1-AP
抗PARP抗体Proteintech66520-1-Ig
抗Bax抗体ABclonalA19684
抗Bcl2抗体ABclonalA0208
抗YAP1抗体ABclonalA1002
抗p-NPM1 Thr95抗体Affinity BiosciencesAF2372
抗p-NPM1 Ser125抗体Affinity BiosciencesAF3740
抗p-NPM1 Ser4抗体Affinity BiosciencesAF8496
抗p-NPM1 Thr199抗体ABclonalAP0836
抗GAPDH抗体ABclonalAC001
流式细胞仪SP6800Sony--

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
药物筛选
化合物库来源(TargetMol)、A673细胞接种密度4000/孔,处理浓度2μM,处理时间72h
阅读提示:Methods 中 High-throughput drug library screening 部分
细胞培养
ES细胞系和BMSC的来源(Cobioer),培养基含10%或15% FBS,37°C,5% CO2
阅读提示:Methods 中 Cell culture 部分
细胞死亡方式鉴定
TCS7010浓度1μM,抑制剂浓度ZVAD-FMK、necrostatin-1、ferrostatin-1为10μM,chloroquine为50μM,处理时间48h
阅读提示:Results 中 'TCS7010 induced the apoptosis and ferroptosis of ES cells' 及图3图例
凋亡检测
Annexin V-Alexa Fluor 647/7-AAD试剂盒,细胞数4×10^5,染色时间5分钟,流式检测
阅读提示:Methods 中 Apoptosis assay 部分
铁死亡检测
ROS检测使用DCFH-DA 10μM,孵育20分钟;脂质ROS使用BODIPY 581/591 C11 孵育30分钟;铁离子使用Iron Assay Kit(Solarbio BC5415)
阅读提示:Methods 中 ROS/lipid ROS/iron assay 部分
体内实验
小鼠品系(裸鼠)、周龄(3-4周)、接种细胞数(4×10^6)、给药剂量(40mg/kg/d,腹腔注射14天)、肿瘤体积计算公式
阅读提示:Methods 中 In vivo xenograft mouse models 部分
生存分析
R2平台样本量(n=88),本中心临床样本量需核对,分组标准(AURKA表达高低)
阅读提示:Results 中 'AURKA was upregulated' 部分和图2