IGSF9通过GSK-3β/β-catenin介导的EMT促进肺癌侵袭和转移

IGSF9 promotes tumor invasion and metastasis through GSK-3β/β-catenin mediated EMT in lung cancer.

作者信息Huiwen Luan, Ting Wang, Fangmin Li, Shuang Sun, Zhenbo Wang, Xinyu Zhao, Feng Kong, Tao Hu, Yifan Liu, Juan Zhang, Xiaoli Liu, Hongying Wang, Xianhui Meng, Chunling Li, Jiashen Zhang, Shuhao Ji, Lijun Hui, Siman Nie, Yaopeng Wang, Zunling Li
PMID39383800
期刊Neoplasia
发布时间2024-12
DOI10.1016/j.neo.2024.101067

实验完整度

包含体外细胞功能实验、免疫共沉淀、Western blot、免疫荧光、体内尾静脉转移模型及抗体阻断治疗,功能验证和机制验证充分。

主要模型

非小细胞肺癌细胞系H1299和H1975 小鼠LL/2细胞 NSG小鼠尾静脉转移模型 C57BL/6-Igsf9-/-小鼠模型

重点核对

IGSF9全长、ECD和ID(LILRB4-ECD-IGSF9-ID嵌合体)在H1299和H1975细胞中的过表达 细胞形态变化(扁平多边形变为细长条状)作为EMT的初步指标 EMT标志物表达变化:E-cadherin下调,ZEB1、N-cadherin、Vimentin上调 β-catenin核转位及细胞质/核分离验证 GSK-3β抑制剂CHIR-98014处理对IGSF9介导的EMT的逆转效果

摘要

我们之前报道过免疫球蛋白超家族成员9(IGSF9)作为肿瘤特异性免疫检查点促进肿瘤免疫逃逸,然而,作为一种粘附分子,IGSF9是否促进肿瘤侵袭和转移尚未被报道。在这里,IGSF9的全长和胞内域(ID)而非胞外域(ECD)能改变肿瘤细胞形态,从扁平多边形变为细长条状,表明IGSF9信号通路具有介导上皮-间质转化(EMT)的潜力。实时PCR和蛋白质印迹也显示,在IGSF9和IGSF9-ID组中,间质标志物显著上调,上皮标志物显著下调。同时,免疫荧光显示,在IGSF9和IGSF9-ID组中,β-catenin明显转位到细胞核。体外和体内数据表明,IGSF9、IGSF9-ID和ECD能促进肿瘤侵袭和转移。机制上,IGSF9-ID能招募GSK-3β,导致β-catenin积累和核转位,从而触发EMT。抗IGSF9能显著抑制侵袭和转移,IGSF9是肺癌治疗的有效候选靶点。

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
IGSF9是否作为粘附分子促进肺癌的侵袭和转移,其潜在机制是什么?
核心机制
IGSF9的胞内域招募GSK-3β,使其从降解复合物中分离,导致β-catenin磷酸化减少、积累并转位进入细胞核,激活Wnt/β-catenin信号通路,进而触发EMT。
主要证据
体外实验(transwell迁移/侵袭、伤口愈合)和体内实验(NSG小鼠尾静脉转移模型)显示IGSF9、IGSF9-ECD和IGSF9-ID促进侵袭转移;免疫共沉淀证实IGSF9与GSK-3β相互作用;Western blot和免疫荧光证明β-catenin核转位及EMT标志物变化;GSK-3β抑制剂CHIR-98014救援实验验证了信号轴。
研究意义
IGSF9是肺癌治疗的有效候选靶点,抗IGSF9治疗可显著抑制肿瘤侵袭和转移。

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

IGSF9及突变体构建与细胞系建立

在肺癌细胞系中过表达IGSF9全长、胞外域(ECD)和胞内域(ID)嵌合体,以研究各结构域在侵袭转移中的作用。

利用慢病毒载体在H1299和H1975细胞中稳定表达IGSF9、IGSF9-ECD和LILRB4-ECD-IGSF9-ID,经流式分选获得双阳性细胞。

2

体外侵袭和迁移能力检测

评估IGSF9及其结构域对肿瘤细胞迁移和侵袭能力的影响。

采用transwell迁移和侵袭实验(使用基质胶涂层)及伤口愈合实验检测细胞迁移和侵袭能力。

3

EMT标志物检测

验证IGSF9是否诱导EMT及其结构域依赖性。

通过实时PCR和Western blot检测间质标志物(ZEB1、N-cadherin、Vimentin)和上皮标志物(E-cadherin、ZO-1)的表达变化;免疫荧光观察β-catenin和E-cadherin的定位。

4

Wnt/β-catenin信号通路验证

探究IGSF9胞内域是否通过招募GSK-3β激活Wnt/β-catenin信号通路。

进行免疫共沉淀检测IGSF9与GSK-3β的相互作用;分离细胞质和核蛋白检测β-catenin分布;使用GSK-3β抑制剂CHIR-98014处理细胞,检测信号通路分子变化。

5

体内转移实验(NSG小鼠模型)

在体内验证IGSF9及其结构域对肿瘤侵袭和转移的促进作用。

将H1299-control、-IGSF9、-IGSF9-ECD和-LILRB4-ECD-IGSF9-ID细胞经尾静脉注射NSG小鼠,通过生物发光成像监测肿瘤进展,并在实验终点检测肺和肝中的GFP+细胞及HE染色。

6

抗IGSF9治疗实验

评估抗IGSF9抗体对肿瘤侵袭和转移的抑制作用。

在NSG小鼠模型中,从第二天开始每隔3天注射抗IGSF9或同型对照,监测肿瘤进展,并在终点分析GFP+细胞和肿瘤数量。在C57BL/6-Igsf9-/-小鼠模型中重复类似实验。

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----
DMEM培养基----
胎牛血清----
青霉素-链霉素----
BD FACSAria III流式细胞分选仪BD Biosciences--
LSRFortessa流式细胞仪BD Biosciences--
C6 Plus流式细胞仪BD Biosciences--
Zeiss Axio Vert.A1倒置显微镜Zeiss--
ZEISS ZEN 3.7软件Zeiss--
Transwell小室Corning3422
结晶紫Beyotime BiotechnologyC0121
RNAiso Plus试剂TaKaRa9108
Primescript™ RT预混液TaKaRaRR036A
TB Green Premix Ex Taq™TaKaRaRR420A
RIPA裂解缓冲液SolarbioR0020
磷酸酶抑制剂Beyotime BiotechnologyP1081
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime BiotechnologyP0012
NE-PER核和细胞质提取试剂Thermo Fisher Scientific78835
IP裂解缓冲液SolarbioR0020
蛋白A/G磁珠MCE--
细胞培养处理盖玻片SolarbioYA0350
DAPI----
Zeiss LSM880共聚焦显微镜Zeiss--
动物光谱成像系统PerkinElmer--
异氟烷----
同型对照抗体InVivoMab847422A1
抗IGSF9抗体----
CHIR-98014----
嘌呤霉素----
APC偶联链霉亲和素----

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(H1299、H1975、A549、H460、LL/2、HEK293T)及培养条件(培养基、血清浓度、青霉素/链霉素浓度)
阅读提示:Materials and methods - Cell culture
质粒构建与稳定转染
IGSF9全长、ECD、LILRB4-ECD-IGSF9-ID的载体构建及慢病毒包装,嘌呤霉素筛选浓度(1μg/ml),流式分选标记
阅读提示:Materials and methods - Plasmids and transfection
体外迁移和侵袭实验
Transwell小室规格(8μm孔径)、细胞数量(1×10^5)、血清浓度(上室3% FBS,下室10% FBS)、迁移时间(8-12h)、结晶紫染色浓度和时间
阅读提示:Materials and methods - Transwell migrations and invasion assays
EMT标志物检测
实时PCR引物序列(表S2)、Western blot抗体(表S1)、免疫荧光固定和通透条件(4% PFA 15min,0.3% Triton X-100 10min)
阅读提示:Materials and methods - Real-time PCR, Western blotting, Immunofluorescence
免疫共沉淀
裂解缓冲液、抗体用量(5-10 μg)、磁珠类型(protein A/G)及洗涤条件(PBST含0.5% Tween-20)
阅读提示:Materials and methods - Immunoprecipitation
体内转移模型
细胞数量(1×10^6)、注射体积(200μl PBS)、小鼠品系(NSG或C57BL/6-Igsf9-/-)、成像时间点、抗IGSF9剂量(200μg/小鼠)及给药频率(每3天)
阅读提示:Materials and methods - IGSF9 promoted invasion and metastasis in H1299 NSG mouse model, Anti-IGSF9 was used to treat mouse models