RHOF通过增强PKM2介导的糖酵解促进Snail1乳酸化,诱导胰腺癌细胞内皮-间质转化

RHOF promotes Snail1 lactylation by enhancing PKM2-mediated glycolysis to induce pancreatic cancer cell endothelial-mesenchymal transition.

作者信息Rui Zhao, Yanmin Yi, Han Liu, Jianwei Xu, Shuhai Chen, Dong Wu, Lei Wang, Feng Li
PMID39462429
发布时间2024-10-26
DOI10.1186/s40170-024-00362-2

实验完整度

包含细胞功能实验(增殖、凋亡、迁移、侵袭)、代谢检测(ECAR/OCR、葡萄糖摄取、乳酸产生)、分子机制验证(ChIP、荧光素酶、免疫共沉淀)及体内异种移植模型,证据层级独立且完整。

主要模型

PANC-1细胞 SW1990细胞 HPAF-II细胞 BALB/c裸鼠异种移植模型

重点核对

RHOF敲低和过表达的效率验证 c-Myc与PKM2启动子结合验证(ChIP和荧光素酶) 2-DG抑制糖酵解对Snail1乳酸化的影响 Snail1沉默对RHOF和乳酸促进EMT的逆转 体内shRHOF对肿瘤生长和EMT的影响(n=5)

摘要

背景:探讨小Rho GTP酶Rif(RHOF)对肿瘤生长、糖酵解和内皮-间质转化(EMT)的影响,以及RHOF在胰腺癌(PC)中的潜在机制。方法:通过qRT-PCR和western blotting检测PC组织和细胞中RHOF的表达。使用CCK-8、集落形成、EdU、流式细胞术、划痕和Transwell实验评估PC细胞的活力、增殖、凋亡、迁移和侵袭。使用western blotting检测EMT和糖酵解相关蛋白的表达。使用生物信息学分析确定RHOF在PC中的潜在作用机制。使用异种移植小鼠模型在体内评估RHOF的作用。结果:RHOF过表达加速PC细胞增殖、迁移和侵袭,并抑制凋亡。RHOF过表达促进EMT和糖酵解,表现为E-钙黏蛋白表达降低,N-钙黏蛋白、波形蛋白、HK2、PKM2和LDHA表达增加。生物信息学分析表明,RHOF激活EMT、糖酵解和Myc靶点,且c-Myc可与PKM2启动子结合。RHOF过表达促进Snail1的乳酸化和核转位。沉默Snail1逆转了RHOF和乳酸对细胞迁移、侵袭和EMT的促进作用。此外,体内肿瘤生长和EMT被RHOF沉默抑制。结论:RHOF在PC中发挥致癌作用。RHOF上调c-Myc,促进PKM2转录。PKM2进一步诱导糖酵解,糖酵解产生的乳酸导致Snail1乳酸化,最终促进EMT。

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
RHOF在胰腺癌中如何调控糖酵解和内皮-间质转化(EMT),其潜在分子机制是什么?
核心机制
RHOF通过上调c-Myc促进PKM2转录,增强糖酵解,产生乳酸,乳酸诱导Snail1乳酸化并促进其核转位,最终促进EMT。
主要证据
体外实验显示RHOF过表达促进细胞增殖、迁移、侵袭和EMT,并增加糖酵解;机制上,ChIP和荧光素酶实验证实c-Myc直接结合PKM2启动子;IP和免疫荧光显示RHOF促进Snail1乳酸化;体内异种移植实验证实shRHOF抑制肿瘤生长和EMT。
研究意义
本研究揭示了RHOF在胰腺癌发生中的新分子机制,为胰腺癌治疗提供了新靶点。

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

RHOF表达分析

检测RHOF在胰腺癌组织和细胞中的表达水平及其与预后的关联。

利用TCGA数据库分析RHOF表达及生存期,qRT-PCR、western blotting和IHC检测PC组织和细胞系中RHOF表达。

2

RHOF对细胞增殖和凋亡的影响

评估RHOF对胰腺癌细胞活力、增殖和凋亡的功能影响。

在PANC-1和SW1990细胞中敲低RHOF,在HPAF-II细胞中过表达RHOF,用CCK-8、EdU、集落形成和流式细胞术检测。

3

RHOF对细胞迁移、侵袭和EMT的影响

评估RHOF对胰腺癌细胞迁移、侵袭和EMT标志物表达的影响。

划痕实验和Transwell实验检测迁移和侵袭;qRT-PCR和western blot检测E-cadherin、N-cadherin和Vimentin表达。

4

RHOF对糖酵解的影响

评估RHOF对胰腺癌细胞糖酵解水平和相关酶表达的影响。

检测ECAR、OCR、葡萄糖摄取、乳酸产生,并通过western blot检测HK2、PKM2、LDHA表达。

5

机制验证:c-Myc和PKM2

验证RHOF是否通过c-Myc调控PKM2转录。

GSEA分析RHOF激活通路,western blot检测c-Myc表达,MOTIF预测结合位点,荧光素酶报告基因和ChIP验证结合。

6

挽救实验验证PKM2介导RHOF对糖酵解的作用

验证PKM2是否介导RHOF对糖酵解的影响。

在PANC-1细胞中敲低RHOF并过表达PKM2,在HPAF-II细胞中过表达RHOF并敲低PKM2,检测ECAR、OCR、葡萄糖摄取和乳酸产生。

7

RHOF通过糖酵解和Snail1乳酸化促进EMT

验证RHOF是否通过糖酵解产生的乳酸诱导Snail1乳酸化,从而促进EMT。

用IP检测Snail1乳酸化,免疫荧光检测Kla和Snail1共定位,加入2-DG抑制糖酵解后检测乳酸化和EMT,沉默Snail1后检测迁移和EMT。

8

体内异种移植模型验证RHOF功能

在体内验证RHOF沉默对肿瘤生长和EMT的影响。

将转染shRHOF或shNC的PANC-1细胞接种于BALB/c裸鼠,测量肿瘤体积和重量,进行TUNEL、IHC和western blot分析。

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
Iscove改良Dulbecco培养基ProCell--
最低必需培养基----
Dulbecco改良Eagle培养基ProCell--
青霉素-链霉素溶液Gibco--
胎牛血清Gibco--
Lipofectamine 2000Invitrogen--
TRIzol试剂Invitrogen--
PrimeScript RT试剂盒TaKaRa--
SYBR Green PCR试剂盒Qiagen--
LightCycler 480 IIRoche--
RIPA裂解液Sigma-Aldrich--
PVDF膜Millipore--
抗RHOF抗体Abcamab101349
抗GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
抗E-cadherin抗体Proteintech20874-1-AP
抗N-cadherin抗体Proteintech22018-1-AP
抗Vimentin抗体Proteintech10366-1-AP
抗HK2抗体Abcamab227198
抗PKM2抗体Abcamab137791
抗LDHA抗体Abcamab52488
抗Snail1抗体Proteintech13099-1-AP
抗c-Myc抗体Proteintech10828-1-AP
二抗Santa Cruz Biotechnology--
ECL发光液Nanjing KeyGEN Biotech Co., Ltd.--
CCK-8溶液Nanjing KeyGen Biotech Co., Ltd.--
分光光度计BioTek Instruments--
甲醇Sigma-Aldrich--
结晶紫Sigma-Aldrich--
EdURiboBio--
Triton X-100----
DAPI----
FITC标记的Annexin V----
碘化丙啶Dojindo--
流式细胞仪BD Biosciences--
Transwell系统Corning--
Matrigel----
XF96细胞外通量分析仪Seahorse Bioscience--
寡霉素----
鱼藤酮----
2-脱氧-D-葡萄糖----
乳酸检测试剂盒IISigma-AldrichMAK065
葡萄糖摄取比色检测试剂盒BiovisionK676-100
双荧光素酶报告基因检测系统Promega--
SimpleChIP酶法染色质免疫沉淀试剂盒CST--
抗Kla抗体PTM BiolabsPTM-1401RM
山羊抗小鼠IgG H&L (Alexa Fluor 488)Abcamab150113
山羊抗兔 (Alexa Fluor 555)Abcamab150078
抗CD31抗体Abcamab9498
山羊抗小鼠IgG H&L (Alexa Fluor 647)Abcamab150119
山羊抗兔 (Alexa Fluor 488)Abcamab150077
荧光显微镜Olympus--
抗Snail1抗体Abcamab216347
抗pan-Kla抗体PTM BiolabsPTM-1401
蛋白A/G琼脂糖珠Santa Cruz Biotechnology--
BALB/c裸鼠GemPharmatech Co., Ltd.--
柠檬酸钠抗原修复液Beyotime Biotechnology--
牛血清白蛋白Sigma-Aldrich--
抗RHOF抗体Sigma-AldrichHPA076019
抗Ki67抗体CST34330
DAB显色液Beyotime Biotechnology--
显微镜Nikon Eclipse--
原位细胞死亡检测试剂盒Roche--

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、培养基类型、血清浓度、抗生素浓度、培养温度、CO2浓度
阅读提示:Methods: Cell culture
转染
siRNA序列、质粒载体、转染试剂、转染时间
阅读提示:Methods: Cell transfection
qRT-PCR
引物序列、内参基因、PCR条件、数据分析方法
阅读提示:Methods: qRT-PCR
Western blot
抗体稀释度、孵育条件、蛋白上样量
阅读提示:Methods: Western blot
增殖和凋亡检测
细胞密度、孵育时间、CCK-8时间、EdU浓度、流式染色步骤
阅读提示:Methods: CCK-8 assay, colony formation, EdU assay, flow cytometry
迁移和侵袭检测
细胞密度、划痕工具、观测时间、Transwell基质胶有无、培养时间
阅读提示:Methods: scratch assay, Transwell assay
代谢检测
细胞密度、OCR/ECAR检测试剂浓度、葡萄糖和乳酸检测步骤
阅读提示:Methods: measurement of oxygen consumption rate and extracellular acidification rate, measurement of lactate production and glucose uptake
机制验证
荧光素酶报告基因质粒、ChIP抗体、免疫沉淀抗体
阅读提示:Methods: luciferase assay, chromatin immunoprecipitation assay, immunoprecipitation
体内实验
细胞数、动物品系、每组数量、接种部位、测量时间
阅读提示:Methods: Xenograft mice models