沉默嘌呤能受体P2Y2通过抑制ERK信号通路抑制先天性巨结肠症中肠神经嵴细胞的增殖、侵袭和迁移

Silencing of purinergic receptor P2Y2 inhibited enteric neural crest cell proliferation, invasion and migration via suppressing ERK signaling pathway in Hirschsprung disease.

作者信息Dengrui Liu, Hongxia Kang, Mingtai Gao, Wei Pei, Shimo Wang, Zhou Chen
PMID37637003
期刊3 Biotech
发布时间2023-09
DOI10.1007/s13205-023-03721-w

实验完整度

包含人体结肠组织样本、BAC诱导的HSCR小鼠模型、SH-SY5Y细胞功能实验及体内异种移植瘤模型,并进行了P2Y2沉默/过表达功能验证和ERK通路机制验证。

主要模型

HSCR患者结肠组织 BAC诱导的HSCR小鼠模型 SH-SY5Y细胞(人神经母细胞瘤细胞系) BALB/c裸鼠异种移植瘤模型

重点核对

P2Y2在HSCR结肠组织中的表达水平 P2Y2沉默对SH-SY5Y细胞增殖、迁移和侵袭的影响 ATP激活P2Y2对细胞功能及ERK磷酸化的影响 PD98059抑制ERK对ATP效应的逆转作用 体内异种移植瘤模型中P2Y2沉默对肿瘤生长和p-ERK表达的影响

摘要

本研究旨在探讨嘌呤能受体P2Y2在调节先天性巨结肠症(HSCR)中肠神经元和肠神经嵴丢失中的作用及其潜在机制。采用Western blotting检测结肠组织中P2Y2的表达水平。经苯扎氯铵(BAC)处理后建立体内HSCR小鼠模型。我们在SH-SY5Y细胞中过表达或沉默P2Y2,随后分别通过CCK-8、伤口愈合和transwell实验研究细胞增殖、迁移和侵袭。此外,我们实施了异种移植模型来评估P2Y2对肿瘤生长以及细胞外信号调节激酶(ERK)表达的影响。结果显示,HSCR患者结肠组织中P2Y2蛋白的表达低于正常结肠组织。P2Y2表达在HSCR小鼠结肠组织中下调。此外,P2Y2沉默抑制了SH-SY5Y细胞的增殖、侵袭和迁移。此外,ATP(P2Y2的强激动剂)诱导的P2Y2过表达增强了SH-SY5Y细胞的增殖、侵袭和迁移。免疫荧光染色和Western blot分析显示,P2Y2沉默下调了SH-SY5Y细胞中磷酸化(p)-ERK。此外,p-ERK抑制剂PD98059处理逆转了ATP对SH-SY5Y细胞增殖、侵袭和迁移的影响。最后,我们证明P2Y2沉默抑制了肿瘤生长并降低了p-ERK的表达。总的来说,本研究结果表明P2Y2在HSCR发病机制中发挥重要作用。P2Y2沉默通过抑制ERK信号通路抑制神经细胞的增殖、侵袭和迁移。P2Y2沉默可被认为是治疗HSCR的一个创新且可能的靶点。

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
P2Y2在HSCR发病机制中的作用及其是否通过ERK信号通路调控肠神经嵴细胞的增殖、迁移和侵袭。
核心机制
P2Y2通过激活ERK信号通路促进神经嵴细胞的增殖、迁移和侵袭,P2Y2沉默通过抑制ERK磷酸化而抑制这些过程。
主要证据
HSCR患者结肠组织P2Y2表达下调;P2Y2沉默抑制SH-SY5Y细胞增殖、迁移和侵袭,而ATP诱导的P2Y2过表达增强这些功能;PD98059抑制ERK逆转了ATP的效果;体内异种移植实验显示P2Y2沉默抑制肿瘤生长并降低p-ERK表达。
研究意义
作者提出P2Y2沉默可能成为治疗HSCR的一个创新且可能的分子靶点。

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

检测P2Y2在HSCR结肠组织中的表达

评估P2Y2在HSCR患者和小鼠模型结肠组织中的表达水平。

收集HSCR患者和正常对照结肠组织,通过Western blot、IHC和RT-qPCR检测P2Y2表达。同时建立BAC诱导的HSCR小鼠模型,检测结肠组织中P2Y2的表达。

2

P2Y2沉默和过表达对SH-SY5Y细胞功能的影响

验证P2Y2对SH-SY5Y细胞增殖、迁移和侵袭的影响。

用siRNA沉默或ATP(P2Y2激动剂)过表达P2Y2,分别通过CCK-8、伤口愈合和Transwell实验检测细胞增殖、迁移和侵袭能力。

3

检测ERK1/2信号通路的变化

探究P2Y2是否通过ERK信号通路发挥作用。

通过Western blot检测ERK1/2和p-ERK1/2表达,通过免疫荧光检测p-ERK1/2的核转位。

4

ERK抑制剂对P2Y2过表达效应的逆转作用

验证ERK信号通路在P2Y2介导的细胞功能中的作用。

用ATP(100 μM)和PD98059(10 μM)处理SH-SY5Y细胞,检测细胞增殖、迁移和侵袭。

5

体内异种移植瘤实验

验证P2Y2沉默对体内肿瘤生长和ERK通路的影响。

将shRNA-P2Y2或shRNA-NC转染的SH-SY5Y细胞注射入BALB/c裸鼠,测量肿瘤体积,并通过Western blot和IHC检测P2Y2和p-ERK1/2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
液氮----
苯扎氯铵MilliporeSigma--
DMEM培养基----
胎牛血清HyClone, Cytiva--
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen; Thermo Fisher Scientific--
三磷酸腺苷Sigma Aldrich--
PD98059Cell Signaling Technology--
DAPIZSGB-BIO Technology Co., Ltd.ZLI-9557
TRIzol试剂Thermo Fisher Scientific--
SYBR Premix Ex Taq试剂盒Bao Biological Engineering, Co., Ltd.--
RIPA裂解液Cell Signaling Technology--
BCA蛋白定量试剂盒Millipore Sigma--
P2Y2抗体Abcamab272891
p-ERK1/2抗体Abcamab201015
ERK1/2抗体Abcamab184699
HRP标记的山羊抗兔IgGAbcamab6721
抗p-ERK1/2抗体----
ECL检测系统Affinity Biosciences--

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
组织样本
人结肠组织样本来源、数量、处理及储存条件;HSCR诊断标准
阅读提示:Methods: Tissue collection
动物模型建立
BAC浓度、处理时间、对照组处理方式;小鼠品系、年龄、体重、饲养环境
阅读提示:Methods: Animals, HSCR mouse model and treatment; Figure 1 legend
细胞培养与处理
SH-SY5Y细胞来源、培养条件、转染试剂和siRNA浓度、ATP和PD98059浓度及处理时间
阅读提示:Methods: Cell culture, Figure 2 legend
细胞功能检测
CCK-8、伤口愈合、Transwell实验的具体步骤和参数(细胞密度、孵育时间、染色条件等)
阅读提示:Methods: CCK-8 assay, Wound healing assay, Transwell assay
分子检测
Western blot抗体稀释度、蛋白上样量;RT-qPCR引物序列和实验条件;免疫荧光染色步骤
阅读提示:Methods: Western blot analysis, RNA extraction and RT-qPCR, Immunofluorescence staining
体内异种移植瘤模型
裸鼠品系、年龄、体重、注射细胞数量、注射体积、肿瘤测量时间和公式
阅读提示:Methods: Tumor formation assay in vivo; Figure 5 legend