ADAM10通过调节E-cadherin/β-catenin信号通路促进骨肉瘤细胞生长、迁移和侵袭,并受miR-122-5p调控

ADAM10 promotes cell growth, migration, and invasion in osteosarcoma via regulating E-cadherin/β-catenin signaling pathway and is regulated by miR-122-5p.

作者信息Quan Yuan, Honghao Yu, Jianhua Chen, Xiaoyu Song, Li Sun
PMID32256208
发布时间2020-03-30
DOI10.1186/s12935-020-01174-2

实验完整度

包含体外细胞功能实验(增殖、凋亡、迁移、侵袭)、机制验证(Western blot、ELISA、免疫荧光)、体内裸鼠成瘤实验及双荧光素酶报告基因验证miRNA靶向。

主要模型

骨肉瘤细胞系(U-2OS、MG63、HOS、SW1353) 成骨细胞系hFOB 1.19 裸鼠皮下移植瘤模型

重点核对

细胞系来源及培养条件(如培养基、血清浓度、G418浓度) ADAM10过表达或敲低的转染方法及质粒/序列 细胞增殖检测时间点(0、24、48、72、96小时)和细胞接种密度(4×10^3/孔) 裸鼠成瘤实验的细胞注射数量(5×10^6)和测量时间(每3天) 双荧光素酶报告基因实验中miR-122-5p mimic及靶序列构建

摘要

背景:骨肉瘤是一种恶性骨肿瘤。越来越多的证据表明,一种去整合素和金属蛋白酶10(ADAM10)与肿瘤发展有关。本研究的主要目的是探讨ADAM10对骨肉瘤细胞功能的影响及其潜在的分子机制。方法:采用Western blot和实时定量PCR检测ADAM10在一株成骨细胞(hFOB 1.19)和六株骨肉瘤细胞(Saos-2、SW1353、HOS、U-2OS、MG63和143B)中的表达。通过细胞计数试剂盒-8法、流式细胞术、伤口愈合实验和Transwell实验检测ADAM10在骨肉瘤细胞中的生物学功能。采用双荧光素酶报告基因实验验证miR-122-5p与ADAM10之间的相互作用。在裸鼠模型中体内评估ADAM10对骨肉瘤细胞致瘤性的影响。结果:我们发现,与成骨细胞相比,骨肉瘤细胞中ADAM10的表达相对较高。ADAM10促进骨肉瘤细胞生长、迁移和侵袭。机制研究表明,敲低ADAM10使E-cadherin/β-catenin信号通路失活,表现为E-cadherin水平升高,β-catenin核转位减少,MMP-9、Cyclin D1、c-Myc和Survivin水平降低。ADAM10的下调抑制了体内骨肉瘤细胞的致瘤性。此外,ADAM10被验证是microRNA-122-5p(miR-122-5p)的下游靶标。在骨肉瘤细胞中,过表达ADAM10逆转了miR-122-5p诱导的细胞增殖、迁移和侵袭的抑制作用。结论:总的来说,本研究的关键发现是ADAM10通过调控E-cadherin/β-catenin信号通路促进骨肉瘤细胞增殖、迁移和侵袭,并且miR-122-5p可以靶向ADAM10,表明miR-122-5p/ADAM10轴可能作为骨肉瘤的治疗靶点。

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
ADAM10在骨肉瘤细胞中的功能及其分子机制,以及miR-122-5p是否通过靶向ADAM10参与调控。
核心机制
ADAM10通过诱导E-cadherin脱落,促进β-catenin核转位,激活E-cadherin/β-catenin信号通路,上调MMP-9、Cyclin D1、c-Myc、Survivin,从而促进骨肉瘤细胞增殖、迁移和侵袭。
主要证据
体外实验显示ADAM10过表达促进细胞增殖、迁移和侵袭,敲低则相反;Western blot和免疫荧光证实敲低ADAM10增加E-cadherin、减少β-catenin核转位及下游靶基因;裸鼠成瘤模型显示敲低ADAM10抑制肿瘤生长;双荧光素酶实验和Western blot证实miR-122-5p直接靶向并负调控ADAM10,且ADAM10过表达逆转miR-122-5p的抑制作用。
研究意义
miR-122-5p/ADAM10轴可能作为骨肉瘤的治疗靶点。

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

检测ADAM10在骨肉瘤细胞中的表达

明确ADAM10在骨肉瘤细胞和成骨细胞中的表达差异。

使用Western blot和实时定量PCR检测一株成骨细胞(hFOB 1.19)和六株骨肉瘤细胞(Saos-2, SW1353, HOS, U-2OS, MG63, 143B)中ADAM10的蛋白和mRNA表达。

2

ADAM10过表达对细胞功能的影响

验证ADAM10过表达是否影响骨肉瘤细胞的增殖、凋亡、迁移和侵袭。

在HOS和SW1353细胞中转染pcDNA3.1-ADAM10质粒,通过CCK-8、流式细胞术、伤口愈合和Transwell实验检测细胞功能。

3

ADAM10敲低对细胞功能的影响

验证ADAM10敲低是否抑制骨肉瘤细胞的增殖、迁移和侵袭并促进凋亡。

在U-2OS和MG63细胞中转染ADAM10 shRNA,通过CCK-8、流式细胞术、伤口愈合和Transwell实验检测细胞功能。

4

ADAM10对E-cadherin/β-catenin信号通路的调控

探究ADAM10敲低对E-cadherin/β-catenin信号通路关键分子表达和定位的影响。

在ADAM10敲低的U-2OS和MG63细胞中,通过Western blot检测E-cadherin和β-catenin总表达,ELISA检测可溶性E-cadherin,Western blot检测核/浆β-catenin,免疫荧光检测β-catenin定位,Western blot检测下游靶蛋白(MMP-9、Cyclin D1、c-Myc、Survivin)。

5

体内成瘤实验验证ADAM10作用

评估ADAM10敲低对骨肉瘤细胞体内致瘤性的影响。

构建稳定敲低ADAM10的U-2OS和MG63细胞系,皮下注射到裸鼠,测量肿瘤体积和重量,并通过Western blot和免疫荧光检测肿瘤组织中相关蛋白表达。

6

验证miR-122-5p与ADAM10的靶向关系

验证miR-122-5p是否直接靶向ADAM10并负调控其表达。

通过双荧光素酶报告基因实验检测miR-122-5p与ADAM10 3'UTR的结合,并通过Western blot检测miR-122-5p mimic或inhibitor转染后ADAM10蛋白表达变化。

7

验证miR-122-5p/ADAM10轴的功能关联

验证miR-122-5p对细胞功能的影响是否通过靶向ADAM10实现。

在U-2OS和MG63细胞中转染miR-122-5p mimic,并联合ADAM10过表达质粒,通过CCK-8、流式细胞术、伤口愈合、Transwell和Western blot检测细胞功能及信号通路变化。

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
McCoy's 5A培养基Procell CompanyPM150710
胎牛血清HycloneP10033
杜尔贝科改良伊格尔培养基Gibco12100-46
最低必需培养基----
DMEM/F12培养基----
G418Invitrogen11811
Lipofectamine 2000Invitrogen11668-019
RIPA裂解缓冲液SolarbioR0010
核蛋白提取试剂盒SolarbioR0050
BCA蛋白定量试剂盒SolarbioPC0020
PVDF膜----
增强化学发光试剂溶液SolarbioPE0010
ADAM10抗体CST14194
E-cadherin抗体BD Biosciences610181
β-catenin抗体CST8480
MMP-9抗体Proteintech10375-2-AP
Cyclin D1抗体CST2922
c-Myc抗体Proteintech10828-1-AP
Survivin抗体Proteintech10508-1-AP
GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
Histone H3抗体Gene TexGTX122148
HRP标记的山羊抗兔IgGSolarbioSE134
HRP标记的山羊抗小鼠IgGSolarbioSE131
总RNA提取试剂盒Tiangen CompanyDP419
M-MLV逆转录酶TakaraNG212
CCK-8试剂盒Beyotime Institute of BiotechnologyKGA317
Annexin V-FITC凋亡检测试剂盒Beyotime Institute of BiotechnologyC1062
碘化丙啶----
Transwell小室Corning3422
ELISA试剂盒Boster Biological CompanyEK0561
Triton X-100Beyotime Institute of BiotechnologyST795
β-catenin抗体Proteintech51067-2-AP
Cy3标记二抗Beyotime Institute of BiotechnologyA0516
DAPI----
抗荧光淬灭剂SolarbioS2100
pmirGLO载体----
miR-122-5p模拟物GenePharma--

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、血清浓度、G418浓度、培养条件
阅读提示:Methods中的Cell culture部分
细胞转染
转染试剂、质粒或shRNA序列、转染时间
阅读提示:Methods中的Cell transfection部分
CCK-8实验
细胞接种密度、检测时间点、每孔CCK-8体积
阅读提示:Methods中的Cell Counting Kit-8 (CCK-8) assay部分
流式细胞术凋亡检测
染色体积、孵育时间、检测仪器
阅读提示:Methods中的Flow cytometry部分
伤口愈合实验
划痕工具、观察时间点
阅读提示:Methods中的Wound healing assay部分
Transwell侵袭实验
细胞数量、上室培养基、下室FBS浓度、孵育时间、染色方法
阅读提示:Methods中的Transwell assay部分
体内成瘤实验
小鼠品系、样本量、分组、细胞注射数量、肿瘤测量频率、取材时间
阅读提示:Methods中的Tumorigenesis in nude mice部分
双荧光素酶实验
载体构建、细胞系、共转染试剂、荧光素酶活性测定方法
阅读提示:Methods中的Dual-luciferase reporter assay部分