NRF3通过ROS/HMGB1轴促进巨噬细胞M1极化从而抑制三阴性乳腺癌的恶性进展

NRF3 suppresses the malignant progression of TNBC by promoting M1 polarization of macrophages via ROS/HMGB1 axis.

作者信息Ping Xing, Zhenzhen Chen, Wenbo Zhu, Bangyi Lin, Mingming Quan
PMID39443820
发布时间2024-12-31
DOI10.1080/15384047.2024.2416221

实验完整度

包含体外细胞功能实验、分子机制验证(ChIP、双荧光素酶、ELISA)、体内异种移植模型及免疫组化等,且具有功能获得和功能丧失验证。

主要模型

MDA-MB-468细胞系 Hs578t细胞系 裸鼠异种移植瘤模型 TCGA TNBC样本 GSE176078单细胞数据

重点核对

NRF3过表达和HMGB1敲低的慢病毒构建及效率验证 ROS抑制剂NAC处理条件 M1巨噬细胞极化检测(CD86) 异种移植模型中细胞注射数量(8×10^6) 统计显著性阈值(p<0.05)

摘要

背景:三阴性乳腺癌(TNBC)是一种高度侵袭性的乳腺癌。由于其缺乏靶向治疗选择,TNBC仍然是一个重大的临床挑战。在本研究中,我们探讨了核呼吸因子3(NRF3)和高迁移率族蛋白B1(HMGB1)在TNBC进展中的作用。方法:本研究使用TCGA数据库和生物信息学工具分析了NRF3在TNBC中的临床表达、差异表达基因(DEGs)和免疫浸润。通过MTT、集落形成、transwell、流式细胞术和western blotting评估了MDA-MB-468和Hs578t细胞的细胞功能。使用免疫荧光、免疫组织化学、qRT-PCR、CHIP、荧光素酶实验和ELISA评估了NRF3在TNBC细胞系中的调节功能。此外,建立了异种移植模型以研究NRF3在TNBC体内的作用。结果:NRF3在TNBC肿瘤中的低表达与不良预后相关,且NRF3水平较高的肿瘤转录本富集于氧化应激和免疫相关通路。随后的功能获得和功能丧失实验表明,NRF3过表达显著抑制了恶性表型、MAPK/ERK信号通路和上皮-间质转化(EMT),而促进了TNBC中活性氧(ROS)水平。进一步的机制探索表明,NRF3通过调节氧化应激相关基因抑制MAPK/ERK信号通路,通过ROS促进HMGB1的释放,从而促进M1巨噬细胞极化,进而抑制TNBC细胞功能。结论:NRF3通过ROS/HMGB1轴促进M1巨噬细胞极化,从而抑制TNBC的恶性进展。它有望成为TNBC的治疗性生物标志物。

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
NRF3在TNBC进展中的作用及其与HMGB1的潜在相互作用机制。
核心机制
NRF3通过促进ROS介导的HMGB1释放,诱导巨噬细胞M1极化,从而抑制TNBC的恶性进展。
主要证据
体外实验显示NRF3过表达抑制恶性表型并促进ROS和HMGB1释放,诱导M1极化;体内实验中NRF3过表达抑制肿瘤生长,而HMGB1敲低可逆转此效应。
研究意义
NRF3有望成为TNBC的治疗性生物标志物,为TNBC提供新的治疗靶点。

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

临床和生物信息学分析

评估NRF3在TNBC中的表达、预后相关性、富集通路和免疫浸润。

使用TCGA数据库进行表达和预后分析,进行GO/KEGG/GSEA富集分析,CIBERSORT免疫浸润分析,以及GSE176078单细胞数据分析。

2

体外细胞功能实验

验证NRF3对TNBC细胞恶性表型的影响。

在MDA-MB-468和Hs578t细胞中过表达NRF3,检测增殖、迁移、侵袭、克隆形成和凋亡。

3

机制探索:ROS和MAPK/ERK通路

探究NRF3是否通过调控ROS和MAPK/ERK通路抑制TNBC进展。

检测NRF3过表达后ROS水平、MAPK/ERK通路蛋白表达及抗氧化应激基因表达,并使用NAC(ROS抑制剂)进行拯救实验,以及验证NRF3对NQO1的调控。

4

巨噬细胞极化实验

验证NRF3通过HMGB1促进巨噬细胞M1极化。

收集NRF3过表达TNBC细胞的条件培养基处理巨噬细胞,检测M1极化标志物CD86,并用ROS抑制剂或HMGB1敲低进行拯救实验。

5

体内异种移植实验

验证NRF3通过HMGB1抑制TNBC肿瘤生长。

构建NRF3过表达、HMGB1敲低的稳定Hs578t细胞系,注射到裸鼠皮下,监测肿瘤生长和重量,并通过IHC、TUNEL和IF检测p-ERK、Ki67、凋亡和CD86。

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
Leibovitz's L-15培养基PricellaPM151010
DMEM培养基PricellaPM150210
胎牛血清Invitrogen15070063
青霉素-链霉素ProcellPB180120
培养箱Thermo311
BCA蛋白定量试剂盒TakaraT9300A
PVDF膜----
牛血清白蛋白SolarbioA8020
增强化学发光试剂Thermo20148
NRF3抗体Proteintech17745-1-AP
E-钙黏蛋白抗体Santa Cruzsc-8426
N-钙黏蛋白抗体Santa Cruzsc-5987
波形蛋白抗体AbclonalA19607
MMP2抗体CST4022
MMP9抗体Proteintech10375-2-AP
ERK抗体Proteintech51068-1-AP
MEK抗体Proteintech11049-1-AP
HMGB1抗体Proteintech10829-1-AP
β-肌动蛋白抗体CST4970
Ki67抗体Santa Cruzsc-376764
Trizol试剂Ambion15596018
cDNA合成试剂盒Takara6210A
ABI-7500实时荧光定量PCR仪Thermo Fisher4351106
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen11668019
嘌呤霉素Thermo FisherA1113802
Opti-MEM培养基Gibco31985070
MTT试剂BeyotimeC0009S
二甲基亚砜----
酶标仪Molecular Device--
Transwell小室MilliporeCLS3396
结晶紫----
基质胶Corning354234
显微镜OlympusIX73
Annexin V-FITC/7-AAD凋亡检测试剂盒Procellp-CA-202
流式细胞仪InvitrogenAttune NxT
ROS检测试剂盒BeyotimeS0033S
倒置荧光显微镜OLYMPUSCKX53
CD86抗体CST91882T
F4/80抗体Thermo Fisher14-4801-82
抗小鼠IgG(HRP连接)抗体CST7076V
DAPI染色液ServicebioG1012
自发荧光淬灭剂ServicebioG1221
抗荧光淬灭剂ServicebioG1401
ELISA检测试剂盒MEIMIAN12907
双荧光素酶报告实验试剂盒PromegaE1910
CHIP-Seq高灵敏度试剂盒Abcamab185908
DNA纯化试剂盒OmegaD6296-01
裸鼠Slaccas--
卡尺SYNTEKSY-119-200
TUNEL细胞凋亡检测试剂盒Abcamab66110

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
细胞培养条件
MDA-MB-468使用L-15培养基,Hs578t使用DMEM,均含10%FBS和1%双抗;培养条件为37°C、5%CO2。
阅读提示:参见Materials and Methods 2.2节
基因过表达和敲低
使用慢病毒或瞬时转染;NRF3过表达和HMGB1敲低的序列和载体信息需核对。
阅读提示:参见Materials and Methods 2.5节
体外功能实验
MTT实验中细胞密度、Transwell中细胞数和时间、集落形成中细胞数和培养时间。
阅读提示:参见Materials and Methods 2.6-2.9节
ROS和HMGB1检测
ROS检测使用DCFH-DA探针;HMGB1释放用ELISA;IF检测细胞内HMGB1。
阅读提示:参见Materials and Methods 2.9-2.11节
巨噬细胞极化实验
使用CD86和F4/80抗体共染,检测M1极化;需确认巨噬细胞培养和处理条件。
阅读提示:参见Materials and Methods 2.10节和结果3.4节
体内异种移植模型
使用4周龄裸鼠,皮下注射8×10^6细胞;肿瘤体积达1500mm^3时处死;每组动物数量n=6(肿瘤体积和重量)和n=3(分子检测)。
阅读提示:参见Materials and Methods 2.14节