BTF3通过调控GLUT1促进肝细胞癌的增殖和糖酵解

BTF3 promotes proliferation and glycolysis in hepatocellular carcinoma by regulating GLUT1.

作者信息Peng Wang, Jianmin Sun, Chengming Sun, Haoran Zhao, YuBao Zhang, Jing Chen
PMID37382415
发布时间2023-12-31
DOI10.1080/15384047.2023.2225884

实验完整度

包含体外细胞实验(增殖、糖酵解检测)、分子机制验证(Co-IP、双荧光素酶报告基因)和体内异种移植瘤模型,功能验证和机制验证均具备。

主要模型

Huh7细胞系 HCCLM3细胞系 Huh7细胞异种移植BALB/c裸鼠模型

重点核对

BTF3在HCC组织和细胞系中的高表达 siBTF3#1和siBTF3#2的敲低效率 FOXM1过表达对BTF3敲低效应的恢复 FOXM1与GLUT1启动子的直接结合 sh-BTF3在体内对肿瘤生长的影响

摘要

肝细胞癌(HCC)是一种全球发病率不断增加的严重肿瘤。研究发现基础转录因子3(BTF3)通过反式激活叉头盒蛋白M1(FOXM1)的表达来调节葡萄糖转运蛋白1(GLUT1)的表达,这有利于糖酵解,糖酵解是肿瘤的一个重要特征。BTF3在HCC中高表达。然而,BTF3是否通过FOXM1促进GLUT1表达以调节HCC中的糖酵解仍不清楚。通过在线数据库、逆转录-定量聚合酶链反应(RT-qPCR)和蛋白质印迹法检测BTF3的表达谱。通过细胞计数试剂盒-8(CCK-8)、5-乙炔基-2'-脱氧尿苷(EdU)掺入、XF96细胞外通量分析仪、分光光度法和蛋白质印迹分析检测BTF3在HCC细胞增殖和糖酵解中的作用和机制。此外,通过双荧光素酶报告基因和免疫共沉淀实验验证了BTF3与FOXM1之间的直接相互作用。此外,还在异种移植小鼠模型中探索了BTF3的作用。BTF3在HCC细胞和肿瘤组织中的表达增加。敲低BTF3降低了Huh7和HCCLM3细胞的细胞活力、EdU阳性细胞、细胞外酸化率(ECAR)、葡萄糖消耗和乳酸产生。FOXM1和GLUT1在HCC组织中的表达增加,与BTF3表达呈正相关。此外,在HCC细胞中BTF3与FOXM1之间存在直接相互作用。BTF3的下调降低了FOXM1和GLUT1的相对蛋白水平,在两种细胞中均可通过FOXM1的过表达来挽救。更重要的是,FOXM1的过表达恢复了用siBTF3#1转染的Huh7和HCCLM3细胞的细胞活力、ECAR、葡萄糖消耗和乳酸产生。此外,抑制BTF3降低了异种移植Huh7细胞的小鼠的肿瘤重量和体积,以及肿瘤组织中BTF3、FOXM1、GLUT1和Ki-67的相对水平。BTF3通过FOXM1/GLUT1轴增强HCC细胞的增殖和糖酵解。

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
BTF3是否通过FOXM1促进GLUT1表达以调节HCC的增殖和糖酵解?
核心机制
BTF3通过直接与FOXM1相互作用,促进FOXM1表达,进而反式激活GLUT1表达,从而增强HCC细胞的增殖和糖酵解。
主要证据
体外细胞实验显示敲低BTF3降低细胞活力、EdU阳性细胞、ECAR、葡萄糖消耗和乳酸产生,FOXM1过表达可恢复;Co-IP和双荧光素酶报告实验验证了BTF3-FOXM1和FOXM1-GLUT1的相互作用;体内异种移植模型证实敲低BTF3抑制肿瘤生长。
研究意义
BTF3可能作为HCC诊断的生物标志物和治疗的潜在靶点。

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

表达分析

验证BTF3在HCC组织中的表达及其与预后的关系

通过TCGA等数据库分析BTF3在LIHC中的表达和生存率,并在30对HCC组织和癌旁组织中检测BTF3的mRNA和蛋白水平。

2

细胞增殖实验

评估敲低BTF3对HCC细胞增殖的影响

用siBTF3#1和siBTF3#2转染Huh7和HCCLM3细胞,通过CCK-8和EdU实验检测细胞活力和DNA合成。

3

糖酵解功能检测

评估敲低BTF3对HCC细胞糖酵解的影响

通过Seahorse XF96检测ECAR,并使用试剂盒检测葡萄糖消耗和乳酸产生。

4

分子机制验证

验证BTF3与FOXM1、FOXM1与GLUT1之间的直接相互作用

通过Co-IP验证BTF3与FOXM1蛋白相互作用;通过双荧光素酶报告基因实验验证FOXM1对GLUT1启动子的转录调控。

5

功能恢复实验

验证FOXM1过表达能否恢复正常

在BTF3敲低的基础上过表达FOXM1,检测细胞活力、ECAR、葡萄糖消耗和乳酸产生,以及FOXM1和GLUT1蛋白水平。

6

体内实验

验证敲低BTF3对HCC肿瘤生长的影响

将转染sh-BTF3的Huh7细胞皮下接种到BALB/c裸鼠,测量肿瘤体积和重量,通过IHC和Western blot检测相关蛋白表达。

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
DMEM培养基ProcellPM150210
胎牛血清--12103C
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
TRIzol试剂TaKaRa9108-1
Bio-Rad ScripTM cDNA合成试剂盒Bio-Rad1708890
SYBR Green PCR预混液SolarbioSR1110
CCK-8试剂盒SolarbioCA1210
BeyoClick™ EdU细胞增殖检测试剂盒(Alexa Fluor 647)BeyotimeC0081S
Hoechst 33342染色液Beyotime--
Seahorse XF糖酵解压力测试试剂盒Seahorse Bioscience103020-100
葡萄糖检测试剂盒SigmaCBA086
乳酸检测试剂盒BiovisionK607
双荧光素酶报告基因检测试剂盒PromegaE1910
石蜡SolarbioYA0011
柠檬酸钠缓冲液(pH 6.0)BeyotimeP0081
牛血清白蛋白BeyotimeST2249
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0012S
ECL Western印迹检测试剂盒SolarbioSW2030
抗BTF3抗体Abcamab203517
抗FOXM1抗体Abcamab207298/ab180710
抗GLUT1抗体Abcamab128033
抗Ki-67抗体Abcamab15580
HRP标记的抗兔IgG抗体Abcamab288151
抗β-actin抗体Abcamab8227
山羊抗兔IgG二抗(HRP)Abcamab6721
BALB/c裸鼠Cyagen--

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
细胞培养与转染
细胞系来源(Huh7和HCCLM3)、培养条件(DMEM+10%FBS,37℃,5% CO2)、转染试剂(Lipofectamine 3000)、siRNA序列(siBTF3#1和siBTF3#2)、转染后孵育时间(48小时)
阅读提示:参考Methods 2.3 Cell culture and transfection
细胞增殖检测
CCK-8实验细胞密度(5000细胞/孔)、EdU实验细胞密度(6×10^5细胞/孔)、孵育时间(CCK-8为2小时)、EdU试剂盒规格
阅读提示:参考Methods 2.5 Cell counting kit-8 (CCK-8) assay 和2.6 EdU incorporation assay
糖酵解检测
ECAR检测细胞密度(1×10^4细胞/孔)、葡萄糖/寡霉素/2-DG加入时间点(20、40、60分钟)、检测间隔(每6分钟)、葡萄糖和乳酸检测试剂盒型号
阅读提示:参考Methods 2.7 Detection of extracellular acidification rate 和2.8 Measurement of glucose consumption and lactate production
分子相互作用验证
Co-IP抗体(BTF3、FOXM1、IgG)、双荧光素酶报告基因载体(GLUT1-WT/MUT序列)、共转染质粒量(pGL3-Basic 2μg/ml, pRL-TK 100ng/ml)、检测时间(转染后24小时)
阅读提示:参考Methods 2.9 Dual-luciferase reporter assay 和2.10 Co-immunoprecipitation (Co-IP) assay
体内动物实验
小鼠品系(BALB/c裸鼠)、年龄(4周龄)、分组(sh-NC和sh-BTF3,每组5只)、细胞接种量(1×10^6)、肿瘤测量周期(每周一次,共4周)、处死时间(28天)、麻醉剂量(100mg/kg)、IHC抗体浓度
阅读提示:参考Methods 2.11 Animal experiment 和2.12 Immunohistochemistry