PSMA1通过去泛素化并稳定TAZ介导胃癌的肿瘤进展和不良预后

PSMA1 mediates tumor progression and poor prognosis of gastric carcinoma by deubiquitinating and stabilizing TAZ.

作者信息Qinyu Yang, Ying Lu, Jianfang Shangguan, Xu Shu
PMID36424389
发布时间2022-11-23
DOI10.1038/s41419-022-05417-0

实验完整度

包含临床样本分析、体外细胞功能实验、蛋白相互作用与去泛素化机制验证以及体内动物模型验证等多个证据层级。

主要模型

胃癌细胞系AGS和BGC-823 人胃癌组织及癌旁组织 BALB/c裸鼠皮下移植瘤模型

重点核对

PSMA1在胃癌组织中的表达水平及与预后的关系 PSMA1与TAZ的相互作用及TAZ去泛素化修饰 PSMA1对胃癌细胞增殖、迁移和侵袭的影响 PSMA1对裸鼠移植瘤生长的影响

摘要

去泛素化酶家族在肿瘤进展中的细胞内蛋白质降解中发挥重要作用。蛋白酶体α1亚基(PSMA1)已被报道在多种人类癌症中作为致癌基因发挥作用。本研究旨在揭示PSMA1在胃癌(GC)进展中的功能意义及其潜在机制。通过western blot分析、实时PCR、免疫组织化学(IHC)和体外泛素化实验检测了人GC样本和GC细胞系中PSMA1的表达,并建立了异种移植小鼠模型。我们发现PSMA1在GC中上调,并促进GC细胞的增殖、迁移和侵袭。在此,我们报道具有PDZ结合基序的转录共激活因子(TAZ)是PSMA1的下游基因。机制上,PSMA1通过去泛素化直接与TAZ相互作用并稳定TAZ。此外,我们发现TAZ是PSMA1调节的致癌活性在体外和体内的必要介质。对临床样本的检查证实,升高的PSMA1介导因子,伴随增加的TAZ丰度,与人类GC进展相关。这些数据表明,PSMA1通过去泛素化TAZ促进GC进展和增殖。PSMA1通过其介导的去泛素化酶活性促进GC进展和增殖,并为GC管理提供了潜在的治疗靶点。

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
PSMA1在胃癌进展中的功能意义及其潜在的分子机制是什么?
核心机制
PSMA1作为去泛素化酶,直接与TAZ相互作用,通过去除TAZ上K27和K48连接的泛素链,抑制其蛋白酶体依赖性降解,从而稳定TAZ蛋白,进而促进胃癌细胞的增殖、迁移和侵袭。
主要证据
通过Western blot、IHC和TCGA数据分析发现PSMA1在胃癌中高表达并与不良预后相关;通过Co-IP、免疫荧光和泛素化实验证实PSMA1与TAZ相互作用并去泛素化稳定TAZ;通过CCK-8、克隆形成、Transwell实验和裸鼠移植瘤模型证明PSMA1通过TAZ促进胃癌细胞增殖和肿瘤生长。
研究意义
本研究发现PSMA1可作为胃癌的新型预后预测因子和潜在治疗靶点。

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

临床样本中PSMA1表达与预后分析

评估PSMA1在胃癌组织中的表达水平及其与患者临床病理特征和预后的相关性。

利用TCGA数据库分析PSMA1 mRNA表达;通过IHC染色检测SG、IM、DYS和GC组织中PSMA1蛋白表达;利用肿瘤微阵列(TMA)和Kaplan-Meier生存分析评估PSMA1表达与预后的关系。

2

PSMA1与TAZ相互作用及去泛素化验证

验证PSMA1是否与TAZ直接相互作用并介导其去泛素化,从而影响TAZ蛋白稳定性。

采用TMT标记定量蛋白质组学筛选PSMA1下游靶蛋白;通过Co-IP和免疫荧光检测PSMA1与TAZ的相互作用及共定位;通过CHX追踪实验、MG132和CQ处理以及体内泛素化实验评估PSMA1对TAZ蛋白稳定性和泛素化水平的影响。

3

PSMA1对胃癌细胞功能的影响

评估PSMA1对胃癌细胞增殖、迁移和侵袭能力的影响。

通过CCK-8实验检测细胞活力,克隆形成实验检测细胞增殖能力,Transwell实验检测细胞迁移和侵袭能力。

4

TAZ介导PSMA1致癌功能验证

验证TAZ是否是PSMA1促进胃癌细胞恶性行为的关键介质。

在PSMA1敲低细胞中过表达TAZ,通过CCK-8、克隆形成、Transwell和Western blot检测细胞增殖、迁移、侵袭及增殖标志物表达的变化。

5

体内验证PSMA1对肿瘤生长的影响

在体内验证PSMA1对胃癌肿瘤生长的影响。

将PSMA1敲低的AGS细胞皮下注射入裸鼠,定期测量肿瘤体积和重量,并通过IHC和Western blot检测肿瘤组织中PSMA1、TAZ、YAP、Ki67、PCNA和C-Myc的表达。

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Gibco--
RPMI-1640培养基Gibco--
胎牛血清----
青霉素----
链霉素----
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
TRIzol试剂TransGen Biotech--
NanoDrop 2000分光光度计Thermo Scientific--
SYBR Green荧光染料Yeasen Biotechnology--
蛋白A/G琼脂糖珠Santa Cruz Biotechnology--
硝酸纤维素膜Millipore--
牛血清白蛋白Solarbio Life Science--
辣根过氧化物酶偶联二抗TransGen Biotech--
液相色谱-串联质谱Thermo24600
细胞计数试剂盒-8Solarbio Life Science--
基质胶Corning--
Transwell小室Corning--
显微镜Olympus--
DAPI染色液----
荧光二抗Abcamab150113,
MG132----
氯喹----
PSMA1抗体Abcamab109530
PSMA1抗体Santa Cruzsc-166073
YAP抗体CST4912
YAP抗体Proteintech13584-1-AP
TAZ抗体CST83669
TAZ抗体Proteintech23306-1-AP
Ki67抗体Abcamab1667
ACTIN抗体Proteintech20536-1-AP
FLAG抗体Proteintech20543-1-AP
MYC抗体CST2276
HA抗体Proteintech51064-2-AP
PCNA抗体Proteintech10205-2-AP
C-Myc抗体Proteintech10828-1-AP
组织芯片Outdo Biochip--
BALB/c裸鼠Vital River--

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
样本类型和数量(SG=24, IM=24, DYS=21, GC=33;TMA n=94);IHC评分标准(强度和阳性细胞百分比)
阅读提示:Materials and methods: Patient samples, tissue microarray, and immunohistochemistry
细胞培养
细胞系(AGS, HGC-27, BGC-823, MKN-45, MKN-74, SGC-7901, GES-1, HEK-293T);培养基(DMEM, RPMI-1640)和添加物(10% FBS, 100 unit/mL 青霉素, 100 μg/mL 链霉素);培养条件(37°C, 5% CO2)
阅读提示:Materials and methods: Cell culture, antibodies, and reagents
质粒转染与RNA干扰
siRNA序列(siRNA1, 2, 3);siRNA转染浓度(25 nM);质粒载体(Flag-PSMA1, Myc-TAZ, HA-Ub等);转染试剂(Lipofectamine 2000)
阅读提示:Materials and methods: Plasmid construction, small interfering RNA, and Lentivirus transfection
蛋白稳定性检测
CHX浓度(20 μM)和处理时间点(0, 1, 2, 3, 4, 5小时);MG132浓度(20 μM);CQ浓度(20 μM)
阅读提示:Results: PSMA1 interacts with and deubiquitinates TAZ; Materials and methods: Protein half-life assay, Deubiquitination assay
细胞功能实验
CCK-8实验细胞数(2000个/孔);克隆形成实验细胞数(800个/孔)和培养时间(2周);Transwell实验细胞数(AGS 1.5×10^4, BGC-823 3×10^4)和培养时间(48小时)
阅读提示:Materials and methods: Cell proliferation, colony formation, and transwell assay
动物实验
小鼠品系(BALB/c裸鼠)和性别(雌性);周龄(6周);细胞注射量(AGS 4×10^6);分组(shPSMA1 vs shNC);肿瘤测量频率(每3天)和处死时间(1个月)
阅读提示:Materials and methods: Animal study