CDC27-ODC1轴促进神经母细胞瘤转移、加速铁死亡并预示不良预后

CDC27-ODC1 Axis Promotes Metastasis, Accelerates Ferroptosis and Predicts Poor Prognosis in Neuroblastoma.

作者信息Lin Qiu, Rui Zhou, Ziyan Luo, Jiangxue Wu, Hua Jiang
PMID35242701
发布时间2022-02-15
DOI10.3389/fonc.2022.774458

实验完整度

包含体外细胞功能实验(增殖、迁移、侵袭、成球)、RNA-seq机制探索、体内异种移植及肺转移模型,并涉及患者组织样本的IHC和生存分析。

主要模型

SK-N-SH细胞 SH-SY5Y细胞 SK-N-BE(2)细胞 BALB/c裸鼠皮下异种移植和尾静脉肺转移模型 121例NB患者组织样本

重点核对

CDC27在NB细胞系中的内源表达水平,以选择敲低或过表达的细胞系(SK-N-SH和SH-SY5Y) 转染siCDC27或CDC27过表达质粒的效率验证(qRT-PCR和western blot) ODC1在CDC27敲低或过表达后的表达变化(qRT-PCR和western blot) 在CDC27稳定敲低或过表达细胞中,ODC1 siRNA或质粒的转染效果 体内实验中皮下异种移植的细胞数(2×10^6)和肺转移模型的注射细胞数(1×10^6)

摘要

神经母细胞瘤(NB)是一种威胁儿童健康的毁灭性恶性肿瘤,MYCN的扩增与治疗失败和不良预后相关。在此,我们旨在阐明细胞分裂周期蛋白27(CDC27)(后期促进复合物的重要核心亚基)在NB患者中的作用及其临床意义。在功能实验中,我们证明了CDC27在体外和体内均能促进NB细胞的生长、转移和成球能力。为了进一步了解其潜在机制,我们用CDC27 siRNA转染SK-N-SH细胞,并进行RNA测序。结果显示,CDC27的下调导致ODC1(MYCN的一个公认直接靶标)的表达显著降低。随后,我们进一步证明,抑制ODC1可显著减弱CDC27对NB细胞增殖、转移和成球能力的促进作用,提示CDC27在NB中至少部分以ODC1依赖的方式发挥其生物学行为。此外,CDC27使细胞更容易发生铁死亡,而敲低ODC1可显著逆转CDC27的促铁死亡效应。总之,我们的数据首次报道CDC27/ODC1轴促进肿瘤发生并在NB中作为铁死亡的正调控因子,强调CDC27可能代表神经母细胞瘤的一种新的治疗策略和预后生物标志物。

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
CDC27在神经母细胞瘤中的表达水平、临床意义及其对肿瘤进展和铁死亡的作用机制尚不清楚。
核心机制
CDC27通过调控ODC1表达促进神经母细胞瘤的增殖、转移和成球能力,并使细胞对铁死亡更敏感,其机制可能与抑制SLC7A11表达有关。
主要证据
通过RNA-seq鉴定ODC1为CDC27下游靶点,并在SK-N-SH和SH-SY5Y细胞中验证;体外功能实验(MTT、Transwell、成球)及体内异种移植和肺转移模型证实CDC27/ODC1轴的促肿瘤作用;铁死亡相关实验(WST、MDA、GSH和铁检测)表明CDC27/ODC1促进铁死亡。
研究意义
CDC27可能作为神经母细胞瘤的一种新的治疗策略和预后生物标志物。

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

临床样本分析

评估CDC27在神经母细胞瘤组织中的表达及其与预后的关系。

对121例患者组织样本(包括NB、GNB和GN)进行IHC染色,评估CDC27表达水平,并结合临床数据进行生存分析。

2

体外细胞功能验证

验证CDC27对神经母细胞瘤细胞增殖、迁移、侵袭和成球能力的影响。

在SK-N-SH和SH-SY5Y细胞中敲低或过表达CDC27,通过MTT、集落形成、Transwell、伤口愈合和成球实验检测细胞功能。

3

机制探索

鉴定CDC27下游靶基因并验证其介导CDC27功能的作用。

通过RNA-seq分析siCDC27和siNC处理的SK-N-SH细胞的差异表达基因,并用qPCR和western blot验证候选基因;进一步在稳定敲低或过表达CDC27的细胞中操作ODC1,观察功能变化。

4

体内功能验证

验证CDC27在体内对肿瘤生长和转移的影响。

建立CDC27敲低的SK-N-SH稳定细胞系,皮下注射构建异种移植瘤模型,尾静脉注射构建肺转移模型,观察肿瘤体积、重量和肺转移结节数量。

5

铁死亡相关实验

探究CDC27/ODC1轴对神经母细胞瘤细胞铁死亡的影响。

使用铁死亡诱导剂RSL3或BSO处理细胞,通过WST实验检测细胞活力,并检测MDA、GSH和铁含量等铁死亡标志物。

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
MEM培养基GibcoC11095500BT
胎牛血清----
青霉素-链霉素Gibco15140-122
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
siCDC27Santa Cruzsc-77362
siNCSanta Cruzsc-37007
CDC27抗体Proteintech10918-1-AP
TRIzol试剂Invitrogen15596026
GoScript逆转录系统PromegaA5003
SYBR Green PCR试剂盒Thermo Fisher Scientific4309155
ODC1抗体Proteintech28728-1-AP
GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
MTT试剂SolarbioM1020
DMEM/F12培养基Gibco11320033
人表皮生长因子Cell Signaling Technology8916SF
人成纤维细胞生长因子Thermo Fisher33016015
B27添加剂Gibco17504044
超低吸附24孔板Corning3473
CCK-8试剂盒MedChem ExpressHY-K0301
RSL3SelleckS8155
BSOSelleckS9728
Ferrostatin-1SelleckS7243
Z-VAD-FMKSelleckS7023
Necrostatin-1SelleckS8037
脂质过氧化检测试剂盒Abcamab243377
还原型谷胱甘肽检测试剂盒SolarbioBC1175
铁检测试剂盒Sigma AldrichMAK025-1KT

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
组织样本类型和数量、IHC评分标准、CDC27高低表达的cutoff值、生存分析的患者例数
阅读提示:Materials and Methods: Patient Tissue Specimens and Immunohistochemistry (IHC); Results: Elevated Expression of CDC27 Predicted a Poor Outcome in NB
细胞培养与转染
细胞系(SK-N-SH, SH-SY5Y, SK-N-BE(2))、培养基(MEM+10%FBS+双抗)、转染试剂(Lipofectamine 2000)、siRNA和质粒
阅读提示:Materials and Methods: Cell Culture and Transfection
体外功能实验
MTT实验的细胞数量、集落形成实验的细胞数和培养时间(10-14天)、Transwell实验的细胞数和时间、伤口愈合实验的细胞密度和划痕时间
阅读提示:Materials and Methods: Cell Viability Assays, Cell Migration and Invasion Assay, Wound Healing Assays
成球实验
细胞密度(1000细胞/孔)、培养基成分(EGF 20ng/ml, FGF 20ng/ml, B27 2%)、培养时间(10天)
阅读提示:Materials and Methods: Sphere-Formation Assay
体内实验
动物品系(BALB/c裸鼠)、周龄和体重(4-5周,15-18g)、皮下注射细胞数(2×10^6)、尾静脉注射细胞数(1×10^6)、观察时间(28天/10周)
阅读提示:Materials and Methods: Animal Experiments
铁死亡实验
药物浓度和处理时间(RSL3 1μM, BSO 5μM, ferrostatin-1 1μM等,处理24h)、WST检测的细胞数、MDA/GSH/铁检测的具体步骤
阅读提示:Materials and Methods: Chemicals, Lipid Peroxidation Measurement, Reduced Glutathione Assay, Iron Assays