CREB3L4通过促进RHEB-mTORC1信号通路促进肝细胞癌进展并降低索拉非尼化疗敏感性

CREB3L4 promotes hepatocellular carcinoma progression and decreases sorafenib chemosensitivity by promoting RHEB-mTORC1 signaling pathway.

作者信息Zhengchen Jiang, Bowen Shi, Yun Zhang, Tianming Yu, Yang Cheng, Jiankang Zhu, Guangyong Zhang, Mingwei Zhong, Sanyuan Hu, Xiaomin Ma
PMID38303702
期刊iScience
发布时间2024-01-09
DOI10.1016/j.isci.2024.108843

实验完整度

包含细胞实验(增殖、机制)、动物模型(异种移植、药物处理)和临床样本分析,功能验证和机制验证完整。

主要模型

HUH7和Hep3B细胞系 BALB/c裸鼠异种移植瘤模型 HCC患者组织样本及组织芯片

重点核对

CREB3L4表达水平与临床病理特征和预后的相关性(TCGA及IHC) CREB3L4过表达和敲低对细胞增殖和克隆形成的影响(CCK-8、EdU、克隆形成) mTORC1信号通路激活(p-mTOR、p-S6K1等蛋白水平)及雷帕霉素抑制实验 RHEB作为CREB3L4直接靶点的验证(ChIP和双荧光素酶报告基因) 索拉非尼处理浓度(0-100 μM)和体内给药方案(5 mg/kg,每4天)

摘要

本研究旨在探讨CREB3L4在肝细胞癌(HCC)发病机制和耐药性中的作用。在CREB3L4过表达和沉默的情况下,测定了HCC细胞系的增殖。采用染色质免疫沉淀(ChIP)测定和双荧光素酶报告基因测定来筛选CREB3L4在mTORC1上的潜在靶点。建立异种移植肿瘤模型以确定CREB3L4在肿瘤发生中的调控作用。然后,我们评估了CREB3L4在索拉非尼治疗化疗敏感性中的作用。CREB3L4通过与RHEB启动子结合,调节mTROC1-S6K1信号通路的激活,显著诱导HCC细胞增殖。此外,CREB3L4通过上调RHEB-mTORC1信号通路,显著抑制了对索拉非尼治疗的化疗敏感性。CREB3L4通过上调RHEB-mTORC1信号通路促进HCC进展并降低其对索拉非尼的化疗敏感性,表明通过靶向CREB3L4治疗HCC的潜在治疗策略。

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
CREB3L4如何影响肝细胞癌的进展和索拉非尼敏感性,及其潜在的分子机制是什么?
核心机制
CREB3L4通过结合RHEB启动子增强其转录,上调RHEB-mTORC1信号通路,促进HCC细胞增殖和索拉非尼耐药。
主要证据
体外细胞增殖、克隆形成、mTORC1信号蛋白检测,ChIP和双荧光素酶报告基因验证RHEB为直接靶点;体内异种移植瘤模型验证敲低CREB3L4抑制肿瘤生长并增强索拉非尼敏感性。
研究意义
表明CREB3L4可能作为HCC新的治疗靶点,为HCC提供通过抑制CREB3L4/RHEB/mTORC1轴的新的治疗策略。

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

临床样本和数据库分析

评估CREB3L4在HCC中的表达及其与预后的关系

使用TCGA数据库分析CREB3L4 mRNA表达,Western blot和IHC检测蛋白表达,并分析其与TNM分期和总生存期的关系。

2

细胞功能获得和缺失实验

验证CREB3L4对HCC细胞增殖和克隆形成的影响

在HUH7和Hep3B细胞中转染HA-CREB3L4或shCREB3L4,通过CCK-8、EdU和克隆形成实验检测细胞增殖。

3

机制研究:mTORC1信号通路

探索CREB3L4促进增殖的分子机制

检测CREB3L4过表达或沉默对mTORC1信号通路蛋白表达的影响,并使用雷帕霉素(mTOR抑制剂)验证其介导作用,包括细胞活力和克隆形成恢复实验。

4

靶基因验证:RHEB

验证RHEB是否为CREB3L4的直接靶基因

检测RHEB mRNA和蛋白表达变化,通过ChIP和双荧光素酶报告基因实验验证CREB3L4结合RHEB启动子并增强其转录活性。

5

体外化疗敏感性实验

评估CREB3L4对索拉非尼敏感性的影响

用不同浓度索拉非尼处理转染CREB3L4或shCREB3L4的HCC细胞,检测细胞活力和克隆形成能力,并检测RHEB-mTORC1轴蛋白表达。

6

体内异种移植瘤模型

在体内验证CREB3L4对肿瘤生长和索拉非尼敏感性的影响

建立LV-shCREB3L4和LV-shNC的HUH7异种移植瘤模型,测量肿瘤体积和重量,并通过IHC和Western blot检测增殖和RHEB-mTORC1轴蛋白表达。进行体内化疗敏感性实验,给予索拉非尼或PBS处理。

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
磷酸化mTOR (Ser2448)抗体Cell Signaling Technology5536S
mTOR抗体Cell Signaling Technology2983S
磷酸化p70 S6激酶(Thr398)抗体Cell Signaling Technology9209S
p70 S6激酶抗体Cell Signaling Technology2708S
磷酸化S6核糖体蛋白(Ser235/236)抗体Cell Signaling Technology4858S
S6抗体Cell Signaling Technology2317S
RHEB抗体Cell Signaling Technology13879S
磷酸化4E-BP1(Thr37/46)抗体Cell Signaling Technology2855S
4E-BP1抗体Cell Signaling Technology9644S
CREB3L4抗体Proteintech13630-1-AP
HA抗体Proteintech51064-2-AP
Ki67抗体Proteintech27309-1-AP
GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
慢病毒-shCREB3L4Vigene Biology--
慢病毒-shNCVigene Biology--
雷帕霉素MedChemExpressHY-10219
嘌呤霉素MedChemExpressHYB1743A
索拉非尼MedChemExpressHY-10201
CCK-8试剂盒DOJINDOCK04
BeyoClick™ EdU细胞增殖试剂盒(Alexa Fluor 488)Beyotime BiotechnologyC0071S
SimpleChIP® Plus酶法染色质免疫沉淀试剂盒Cell Signaling Technology9005
双荧光素酶报告基因检测系统PromegaE1910
DMEM培养基Beyotime--
MEM培养基Basalmedia--
胎牛血清Sigma-Aldrich--
青霉素-链霉素Sigma-Aldrich--
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
RNAfast200试剂盒Fastagen--
PrimeScript™ RT试剂盒(含gDNA Eraser)Takara--
FastStart Universal SYBR Green MasterRoche--
罗氏LightCycler 480 II实时荧光定量PCR仪Roche--
结晶紫Solarbio--
HUH7细胞系Procell Life Science&TechnologyCL0120
Hep3B细胞系Procell Life Science&TechnologyCL0102
BALB/c裸鼠Charles River Biotech409

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
临床样本分析
组织样本数量、配对情况、IHC评分标准、CREB3L4表达分组阈值
阅读提示:Methods - 临床样本;Figure 1图注
细胞培养
细胞系来源、培养基、血清浓度、培养条件(37°C, 5% CO2)
阅读提示:Methods - 细胞系
细胞转染
质粒种类(shCREB3L4、HA-CREB3L4)、转染试剂(Lipofectamine 2000)、转染时间(48小时)
阅读提示:Methods - 细胞转染;Figure 2图注
细胞增殖检测
CCK-8和EdU实验的细胞密度、检测时间点(0、24、48、72小时)
阅读提示:Methods - 细胞活力和克隆形成实验;Figure 2图注
克隆形成实验
细胞接种密度(1×10^3/孔)、培养时间(14天)、结晶紫染色浓度(1%)
阅读提示:Methods - 细胞活力和克隆形成实验;Figure 2图注
mTORC1信号通路检测
雷帕霉素浓度(100、200 nM)、处理时间(48小时)、检测蛋白(p-mTOR、p-S6K1、p-S6、p-4E-BP1)
阅读提示:Methods - 细胞培养和处理;Figure 3图注
ChIP实验
抗体(抗HA)用量、细胞固定条件、DNA片段大小(200 bp)、PCR检测
阅读提示:Methods - 染色质免疫沉淀实验;Figure 4图注
双荧光素酶报告基因实验
质粒用量(启动子0.5 μg、Renilla 0.01 μg)、转染时间(48小时)、重复数(至少三复孔)
阅读提示:Methods - 双荧光素酶报告基因实验;Figure 4图注
体外化疗敏感性实验
索拉非尼浓度范围(0-100 μM)、IC50选择、处理时间(48小时)
阅读提示:Methods - 化疗敏感性实验;Figure 5图注
体内异种移植瘤模型
细胞系(LV-shCREB3L4稳定株)、注射细胞数(8×10^6)、小鼠品系(BALB/c裸鼠)、分组和样本量(n=6)
阅读提示:Methods - 异种移植瘤模型的建立;Figure 6图注
体内化疗敏感性实验
索拉非尼剂量(5 mg/kg)、给药频率(每4天一次)、处理时间(5周)、对照组(PBS)
阅读提示:Methods - 化疗敏感性实验;Figure 6E图注