基于蛋白质组学的胆脂瘤增殖机制:SNCA通过PI3K/AKT/CyclinD1信号通路促进自噬介导的细胞增殖。

The Hyperproliferation Mechanism of Cholesteatoma Based on Proteomics: SNCA Promotes Autophagy-Mediated Cell Proliferation Through the PI3K/AKT/CyclinD1 Signaling Pathway.

作者信息Miao Gao, Heng Xiao, Yonglan Liang, Huimin Cai, Xiaojing Guo, Jianwei Lin, Suling Zhuang, Jianhua Xu, Shengnan Ye
PMID37532176
发布时间2023-09
DOI10.1016/j.mcpro.2023.100628

实验完整度

包含临床组织蛋白质组学、组织验证(WB、IHC、电镜)、细胞功能实验、机制验证(自噬抑制、PI3K激活)等多层级证据。

主要模型

HaCaT细胞 RHEK-1细胞 中耳胆脂瘤组织及配对耳道皮肤组织

重点核对

SNCA过表达对细胞增殖和自噬的影响需在HaCaT和RHEK-1细胞中验证 LPS浓度:RHEK-1为400 ng/ml,HaCaT为100 ng/ml 自噬抑制实验:使用氯喹(CQ)或ATG5 siRNA PI3K激活剂740Y-P处理浓度

摘要

胆脂瘤是一种慢性炎症性耳病,伴有异常的角化上皮增殖和组织损伤。然而,胆脂瘤中角化上皮过度增殖的机制仍不清楚。因此,我们的研究旨在阐明影响胆脂瘤病理和发育的机制,这可能有助于开发辅助治疗。为了研究胆脂瘤发病机制中的分子变化,我们通过基于质谱的蛋白质组学和生物信息学分析了临床胆脂瘤标本和配对的耳道皮肤。从我们的筛选中,α-突触核蛋白(SNCA)在中耳胆脂瘤中过表达,可能是与胆脂瘤炎症、增殖和自噬相关的关键枢纽蛋白。SNCA对脂多糖诱导的炎症更敏感,中耳胆脂瘤组织中自噬标志物的增加伴随着自噬的激活。SNCA的过表达激活了自噬并促进了细胞增殖和迁移,尤其是在脂多糖炎症刺激下。此外,抑制自噬会损害SNCA介导的角质形成细胞增殖,并对应于PI3K/AKT/CyclinD1通路的抑制。此外,PI3K激活剂740Y-P逆转了siATG5对SNCA过表达细胞中自噬和PI3K信号的抑制,从而恢复了增殖活性。此外,在RHEK-1和HaCaT细胞中敲低SNCA,或在过表达SNCA的RHEK-1和HaCaT细胞中敲低PI3K,均导致细胞增殖减弱。我们的研究表明,胆脂瘤中SNCA的过表达可能通过在炎症条件下促进自噬来维持胆脂瘤角质形成细胞的增殖能力。这表明SNCA和自噬的双重抑制可能是治疗胆脂瘤的一个有前景的新靶点。

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
胆脂瘤中角化上皮过度增殖的分子机制是什么?
核心机制
SNCA通过激活自噬,进而激活PI3K/AKT/CyclinD1信号通路,促进角质形成细胞增殖。
主要证据
临床组织蛋白质组学显示SNCA高表达,细胞实验证明SNCA过表达促进增殖和自噬,抑制自噬或敲低SNCA/PI3K均减弱增殖,PI3K激活剂逆转自噬抑制的效果。
研究意义
SNCA和自噬的双重抑制可能成为治疗胆脂瘤的新策略。

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

蛋白质组学筛选

鉴定胆脂瘤组织中差异表达蛋白,筛选关键蛋白。

对8对胆脂瘤组织和配对耳道皮肤进行TMT标记定量蛋白质组学分析,鉴定DEPs。

2

组织验证

验证SNCA和自噬相关蛋白在胆脂瘤组织中的表达。

通过Western blot、免疫组化和透射电镜检测SNCA、LC3B、p62、ATG7及自噬体。

3

细胞模型构建与炎症刺激

构建SNCA过表达角质形成细胞模型,模拟胆脂瘤炎症环境。

用慢病毒感染HaCaT和RHEK-1细胞过表达SNCA,并用LPS刺激。

4

功能实验

检测SNCA过表达对细胞增殖和迁移的影响。

通过MTT、EdU、集落形成、划痕和Transwell实验评估。

5

自噬检测

验证SNCA对自噬和自噬流的影响。

通过LC3 puncta、Western blot检测LC3B-II/p62、mRFP-GFP-LC3荧光。

6

机制验证

探讨自噬和PI3K/AKT通路在SNCA介导增殖中的作用。

抑制自噬(CQ或siATG5),检测PI3K/AKT通路蛋白;使用PI3K激活剂740Y-P逆转。

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
GAPDH抗体Cell Signaling Technology5174
SNCA抗体ABclonalA13354
IL-6抗体ABclonalA0286
IL-10抗体ABclonalA12255
TNF-α抗体ABclonalA11534
p62抗体ABclonalA19700
LC3B抗体ABclonalA19665
PIK3CA抗体ABclonalA0265
CyclinD1抗体ABclonalA11022
p21抗体ABclonalA19094
ATG5抗体ABclonalA0203
ATG7抗体Cell Signaling Technology2631
NF-κB抗体Cell Signaling Technology8242
p-NF-κB抗体Cell Signaling Technology3033
p-AKT抗体Cell Signaling Technology4060
AKT抗体Cell Signaling Technology4685
740Y-PMedChem Express--
氯喹MedChem ExpressHY-17589
杜氏改良Eagle培养基Hyclone--
Eagle基础培养基Hyclone--
胎牛血清Gibco--
青霉素-链霉素Solarbio Science & Technology Co, Ltd--
Lipofectamine 3000Invitrogen--
脂多糖Sigma-Aldrich--
RIPA裂解液----
BCA蛋白定量试剂盒Biomed--
E.Z.N.A.总RNA提取试剂盒Omega Bio-Tek--
逆转录试剂盒YEASEN--
SYBR Green预混液YEASEN--
LightCycler 96检测系统Roche--
MTT溶液----
EdU(5-乙炔基-2'-脱氧尿苷)Beyotime--
流式细胞仪BD BioscienceFACS Canto TM II
共聚焦显微镜Carl Zeiss--
LeicaSP8激光共聚焦显微镜Leica--
Alexa Fluor 488山羊抗小鼠IgG二抗Cell Signaling Technology--
DAPI----
Cellomics ArrayScan VTIThermo Scientific--
Q Exactive HF-X质谱仪Thermo Fisher Scientific--
EASY-nLC 1200Thermo Fisher Scientific--
Elivision超敏HRP(小鼠/兔)免疫组化试剂盒Maxim--
DAB显色试剂盒Maxim--
光学显微镜Nikon--
透射电子显微镜FEITecnai G2 Spirit Bio TWIN
胰蛋白酶Promega--
DL-二硫苏糖醇Sigma--
Phenomenex Strata X C18Phenomenex--

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
蛋白质组学分析
样本类型(中耳胆脂瘤组织和配对耳道皮肤)、样本数量(8对)、TMT标记、差异蛋白阈值
阅读提示:见Experimental Procedures中Experimental Design and Statistical Rational及Proteins Digestion and Tandem Mass Tag Labeling
组织验证
样本数量(Western blot 4对,IHC 12对,电镜3对)、抗体浓度(SNCA 1:200)、染色方法
阅读提示:见Methods中Immunohistochemistry and Transmission Electron Microscopy及Results图2说明
细胞培养与处理
细胞系(HaCaT、RHEK-1)、LPS浓度(HaCaT 100 ng/ml,RHEK-1 400 ng/ml)、刺激时间(24小时)
阅读提示:见Methods中Cell Line and Cell Culture Conditions及Stimulation with Lipopolysaccharide
功能实验
细胞密度(MTT:HaCaT 2×10^3/孔,RHEK-1 800/孔;集落形成:HaCaT 1000细胞/孔,RHEK-1 500细胞/孔)、处理时间(MTT 24h,集落2周)、迁移实验细胞数
阅读提示:见Methods中Cell Viability and Proliferation及Wound Healing and Transwell Assay
自噬检测
氯喹浓度(MTT用20 nM,其他用20 μM)、血清饥饿或LPS刺激条件、LC3 puncta计数方法
阅读提示:见Results中SNCA Overexpression Enhanced the Sensitivity of Keratinocyte to Autophagy Induction及图5说明
机制验证
siRNA序列(ATG5、SNCA、PI3K)、转染方法(Lipofectamine 3000)、740Y-P浓度(25 μg)、检测蛋白(PIK3CA、p-AKT、CyclinD1、p21)
阅读提示:见Methods中Lentivirus Infection and siRNA Transfection及Results中SNCA Overexpression Boosted PI3K/AKT/CyclinD1 Signaling Pathway