RPL11通过调控内质网应激和细胞自噬促进非小细胞肺癌细胞增殖

RPL11 promotes non-small cell lung cancer cell proliferation by regulating endoplasmic reticulum stress and cell autophagy.

作者信息Jie Chen, Changda Lei, Huahua Zhang, Xiaoyong Huang, Yang Yang, Junli Liu, Yuna Jia, Haiyan Shi, Yunqing Zhang, Jing Zhang, Juan Du
PMID36869281
发布时间2023-03
DOI10.1186/s12860-023-00469-2

实验完整度

包含体外细胞实验(细胞活力、集落形成、迁移、细胞周期)和机制验证(自噬、ERS),但缺乏动物模型、患者样本等更高层级的证据。

主要模型

A549细胞系 NCI-H1299细胞系 正常肺支气管上皮细胞HBE

重点核对

RPL11在NSCLC细胞系(A549、NCI-H1299)中的过表达效率和敲低效率(通过Western blot和RT-qPCR验证) RPL11过表达对细胞周期G1/S转换及CCND1、CDK4表达的影响 自噬抑制剂CQ(20μM)对RPL11诱导的细胞增殖、集落形成和细胞周期的影响 ERS抑制剂TUDCA(2mM)对RPL11诱导的ERS和自噬标志物表达的影响

摘要

背景:核糖体蛋白(RPs)的异常生物发生和游离核糖体功能对肿瘤的发生和发展很重要。核糖体蛋白L11(RPL11)是核糖体60S大亚基的组成部分,在不同的癌症中具有不同的作用。在这里,我们旨在揭示RPL11在非小细胞肺癌(NSCLC)中的作用,尤其是那些影响细胞增殖的作用。方法:使用蛋白质印迹法检测NCI-H1650、NCI-H1299、A549和HCC827以及正常肺支气管上皮细胞HBE中RPL11的表达。通过研究细胞活力、集落形成和细胞迁移来确定RPL11在NSCLC细胞中的功能。使用流式细胞术探索RPL11对NSCLC细胞增殖影响的机制,并通过添加自噬抑制剂氯喹(CQ)和内质网应激(ERS)抑制剂牛磺熊去氧胆酸(TUDCA)研究其对自噬的影响。结果:RPL11在NSCLC细胞中高表达。RPL11的异位表达促进了NCI-H1299和A549细胞的增殖和迁移,并促进了细胞周期从G1期到S期的转变。小RNA干扰RPL11(siRNA)抑制了NCI-H1299和A549细胞的增殖和迁移,并将细胞周期阻滞在G0/G1期。此外,RPL11通过调节自噬和ERS促进了NSCLC细胞增殖。自噬和ERS标志物的表达水平被RPL11过表达诱导,被siRPL11抑制。CQ部分抑制了RPL11诱导的A549和NCI-H1299增殖:CQ的添加降低了RPL11诱导的细胞活力和克隆数量,并逆转了细胞周期进程。ERS抑制剂(TUDCA)部分逆转了RPL11诱导的自噬。结论:综上所述,RPL11在NSCLC中具有肿瘤促进作用。它通过调节ERS和自噬促进NSCLC细胞的增殖。

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
RPL11在非小细胞肺癌(NSCLC)中是否影响细胞增殖及其潜在机制是什么?
核心机制
RPL11通过激活内质网应激(ERS)进而诱导自噬,从而促进NSCLC细胞增殖。
主要证据
在A549和NCI-H1299细胞中,RPL11过表达促进增殖、迁移和细胞周期进展,并增加LC3-II和BECN1表达、降低p62;CQ和TUDCA分别部分逆转RPL11诱导的增殖和自噬。
研究意义
RPL11可能成为NSCLC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

检测RPL11在NSCLC细胞系中的表达

评估RPL11在NSCLC细胞系中的基础表达水平是否异常。

使用Western blotting检测NCI-H1650、NCI-H1299、A549和HCC827及正常支气管上皮细胞HBE中RPL11蛋白表达。

2

过表达和敲低RPL11

验证RPL11表达变化对NSCLC细胞增殖和迁移的影响。

通过GV141载体过表达RPL11,或使用siRNA敲低RPL11,然后检测细胞活力、集落形成、迁移能力。

3

细胞周期分析

探究RPL11对细胞周期分布的影响。

通过流式细胞术分析过表达或敲低RPL11后细胞周期各阶段的比例变化,并检测细胞周期相关蛋白CCND1和CDK4的表达。

4

自噬检测

探究RPL11是否影响自噬水平。

通过AO染色检测酸性囊泡;使用mRFP-GFP-LC3腺病毒感染检测自噬流;Western blotting检测自噬标志物LC3、BECN1、p62。

5

抑制自噬和ERS验证机制

验证RPL11促进增殖是否依赖于自噬和ERS。

使用CQ抑制自噬,TUDCA抑制ERS,观察对RPL11诱导的细胞增殖、细胞周期和自噬标志物表达的影响。

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
RPMI-1640培养基Biological Industries--
F-12K培养基Hyclone--
胎牛血清Biological Industries--
jetPRIME转染试剂polyplus-transfection SA--
小干扰RNAGenePharma--
RIPA裂解液----
蛋白酶和磷酸酶抑制剂TargetMol--
BCA蛋白定量试剂盒Proteintech--
PVDF膜----
ECL化学发光液----
RPL11抗体Proteintech16277-1-AP
CCND1抗体Proteintech26939-1-AP
HSPA5/BiP抗体Proteintech66574-1-Ig
ATF4抗体Proteintech10835-1-AP
DDIT3/CHOP抗体Proteintech15204-1-AP
MAP1LC3B/LC3抗体Proteintech14600-1-AP
BECN1抗体BOSTERBM5181
SQSTM1/p62抗体BOSTERM00300-1
CDK4抗体Proteintech11026-1-AP
FLAG抗体Proteintech66008-3-1g
磷酸化ERN1/IRE1抗体AffinityAF7150
ERN1/IRE1抗体AffinityDF7709
ACTB/β-actin抗体Proteintech66009-1-Ig
TRIzol试剂Invitrogen--
EasyScript一步法去基因组cDNA合成试剂盒TransGen Biotech--
CCK-8试剂TargetMol--
结晶紫Sigma Aldrich--
10 μL无菌移液枪头----
24孔Transwell小室----
二甲基亚砜----
SpectraMax 190酶标仪MD--
碘化丙啶Biosharp--
流式细胞仪Syngene--
吖啶橙Med Chem Express--
mRFP-GFP-LC3腺病毒Hanbio--
激光共聚焦显微镜Zeiss--
氯喹MedChemExpressHY-17589A
牛磺熊去氧胆酸MedChemExpressHY-19696

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
细胞系来源、培养基成分(RPMI-1640、F-12K)、FBS浓度、培养湿度、温度和CO2浓度
阅读提示:材料与方法 - Cell culture and transient transfection
转染
转染试剂(jetPRIME)、DNA/siRNA用量、转染时间
阅读提示:材料与方法 - Cell culture and transient transfection
Western blotting
蛋白提取缓冲液、抑制剂、BCA定量、SDS-PAGE电泳、转膜条件、抗体稀释度、孵育时间
阅读提示:材料与方法 - Western blotting analysis
RT-qPCR
RNA提取试剂、反转录体系、qPCR循环条件、引物序列、内参基因(β-actin)
阅读提示:材料与方法 - Reverse transcription quantitative PCR
CCK-8检测
细胞铺板密度、检测时间点(0h、24h、48h、72h)、CCK-8试剂添加量及孵育时间
阅读提示:材料与方法 - Cell counting kit-8 (CCK-8) assay
集落形成实验
细胞铺板密度(A549: 800/孔,NCI-H1299: 1000/孔)、培养时间(8天)、固定液(4%多聚甲醛)、染色液(0.5%结晶紫)
阅读提示:材料与方法 - Clone formation assay
划痕愈合实验
细胞生长密度(80-90%)、划痕工具(10μL枪头)、培养条件(1%FBS培养基)、观察时间点(0h,24h,48h,72h)
阅读提示:材料与方法 - Scratch wound healing assay
Transwell迁移实验
细胞悬液体积(200μL)和数量、下室培养基体积(600μL)、培养时间(48h)、固定和染色条件
阅读提示:材料与方法 - Transwell migration assay
细胞周期分析
细胞固定条件(70%乙醇,4℃过夜)、PI染色浓度(50μg/mL)和染色时间(30min)、流式细胞仪设置
阅读提示:材料与方法 - Cell cycle analysis
自噬检测
AO浓度(2μg/mL)、孵育时间(20min)、mRFP-GFP-LC3腺病毒感染时间(48h)、显微镜设置
阅读提示:材料与方法 - Acidic vesicular organelle (AVO) staining及Autophagy flux measurement
药物处理
CQ和TUDCA的浓度(分别为20μM和2mM)、添加时间(转染后6小时)、溶剂(DMSO)
阅读提示:材料与方法 - Chloroquine (CQ) and tauroursodeoxycholic acid (TUDCA) treatment