铁死亡相关基因的综合分析表明TRIM46是新的生物标志物并通过调节铁死亡和Wnt信号通路促进卵巢癌进展

Comprehensive analysis of ferroptosis-related genes indicates that TRIM46 is a novel biomarker and promotes the progression of ovarian cancer via modulating ferroptosis and Wnt signaling pathway.

作者信息Shuang Liu, Chunmei Xiao, Yue Rong, Mingbo Liu, Ke Yang, Jing Tang, Zhigang Wang
PMID39553213
发布时间2024-10-15
DOI10.62347/ONUY8904

实验完整度

包含TCGA数据生信分析、分子亚型构建、体外细胞功能实验(增殖、迁移)、铁死亡指标检测(MDA、Fe2+、GSH/GSSG)、Western blot机制验证及裸鼠体内成瘤实验。

主要模型

SKOV3细胞系 OVCAR-3细胞系 BALB/c裸鼠皮下移植瘤模型 TCGA卵巢癌数据集

重点核对

TRIM46敲低效率(shRNA-1和shRNA-2) 细胞增殖检测(CCK-8、EdU) 细胞迁移检测(Transwell) 铁死亡指标(MDA、Fe2+、GSH/GSSG) Wnt信号通路蛋白水平(β-Catenin、cyclin D1、c-Myc)

摘要

卵巢癌(OC)是一种常见的妇科恶性肿瘤,预后不良。铁死亡是一种需要铁的程序性细胞死亡形式。本研究利用TCGA数据分析鉴定OC中与铁死亡相关的差异表达基因(DEGs),揭示出2,333个上调基因和4,073个下调基因。维恩图鉴定了64个上调和120个下调的铁死亡相关DEGs(FR-DEGs),其中15个与患者总生存期显著相关。进一步分析探讨了这15个FR-DEGs在多种癌症类型中的表达、突变和拷贝数变异,并构建了相互作用网络。使用这15个FR-DEGs对OC进行分子亚型分类,揭示了两个亚型(C1和C2)。生存分析基于这些基因为C1组确定了风险模型。实验验证突显TRIM46为关键基因,其敲低抑制OC细胞增殖和迁移。TRIM46还与铁死亡相关标志物的变化相关,并通过Western blot实验验证了其与Wnt信号通路的密切联系。总体而言,该研究提供了对OC中铁死亡相关DEGs作用的全面理解,为疾病机制和潜在治疗靶点提供了有价值的见解。

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
卵巢癌中铁死亡相关基因的表达及其在肿瘤进展中的作用是什么?
核心机制
TRIM46通过调节铁死亡和Wnt信号通路促进卵巢癌进展。
主要证据
TCGA数据分析和细胞实验表明TRIM46高表达,敲低TRIM46抑制增殖迁移并诱导铁死亡(MDA、Fe2+升高,GSH降低,GSSG升高),且降低β-Catenin、cyclin D1、c-Myc水平。
研究意义
TRIM46可能作为卵巢癌的生物标志物和潜在治疗靶点,为个性化治疗策略提供依据。

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

数据挖掘与FR-DEGs鉴定

识别卵巢癌中与铁死亡相关的差异表达基因。

利用TCGA数据筛选差异表达基因,与FerrDb铁死亡基因取交集,并进行生存分析。

2

分子亚型鉴定与预后模型构建

基于15个FR-DEGs对卵巢癌进行分子分型并构建预后模型。

使用ConsensusClusterPlus对TCGA样本进行共识聚类,分为两个亚型,并分别用Step分析和COX回归构建风险评分模型。

3

体外细胞实验验证TRIM46功能

验证TRIM46对卵巢癌细胞增殖和迁移的影响。

在SKOV3和OVCAR-3细胞中敲低TRIM46,通过CCK-8、EdU和Transwell实验评估细胞增殖和迁移。

4

体内成瘤实验

验证TRIM46对卵巢癌体内肿瘤生长的影响。

将稳定敲低TRIM46的SKOV3细胞皮下注射到裸鼠,监测肿瘤体积和重量。

5

铁死亡指标检测

检测TRIM46敲低对铁死亡标志物的影响。

敲低TRIM46后,检测MDA、Fe2+、GSH和GSSG水平。

6

Western blot验证Wnt信号通路

验证TRIM46敲低对Wnt信号通路关键蛋白的影响。

敲低TRIM46后,通过Western blot检测β-Catenin、cyclin D1、c-Myc蛋白水平。

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Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素-链霉素溶液Excell--
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
Opti-MEM培养基Invitrogen--
CCK-8试剂盒Beyotime--
Click-iT EDU Alexa Fluor 488成像试剂盒ThermoFisher--
DAPI溶液----
Transwell小室Corning--
结晶紫Beyotime--
RNeasy小提试剂盒Qiagen--
DNase IThermo Scientific--
PrimeScript RT试剂盒Takara--
PerfectStart Green qRT-PCR SuperMix试剂盒TransGen Biotech--
CFX96实时荧光定量PCR检测系统BioRad--
引物Shenggong Biotechnology--
BALB/c裸鼠----
RIPA裂解液----
蛋白酶抑制剂混合物Roche--
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Scientific--
PVDF膜Millipore--
TRIM46抗体ProteinTech--
细胞周期蛋白D1抗体ProteinTech--
c-Myc抗体ProteinTech--
GAPDH抗体Abcam--
二抗----
增强化学发光试剂盒Thermo Scientific--
脂质过氧化试剂盒Abcam#ab118970
铁检测试剂盒Abcam#ab83366
谷胱甘肽检测试剂盒SigmaCS0260
还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸----
谷胱甘肽还原酶----
GraphPad Prism 7.0----
SPSS 16.0SPSS Inc.--

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、FBS浓度、CO2浓度、温度
阅读提示:材料与方法:细胞系和细胞转染
细胞转染
shRNA序列、转染试剂用量、Opti-MEM体积、孵育时间、转染后培养时间
阅读提示:材料与方法:细胞系和细胞转染
细胞增殖检测
细胞接种密度、CCK-8孵育时间、EdU浓度、固定和通透步骤
阅读提示:材料与方法:细胞增殖检测
细胞迁移检测
细胞数量、血清浓度、培养时间、固定和染色步骤
阅读提示:材料与方法:Transwell迁移检测
RT-qPCR
RNA提取试剂盒、RT试剂盒、PCR循环条件、引物序列、内参基因
阅读提示:材料与方法:实时荧光定量PCR检测
Western blot
细胞裂解缓冲液、蛋白上样量、SDS-PAGE浓度、一抗二抗浓度和孵育条件
阅读提示:材料与方法:蛋白收集和western blot分析
铁死亡指标检测
试剂盒货号、细胞数量、裂解缓冲液、反应温度和孵育时间
阅读提示:材料与方法:MDA、Fe2+、GSH/GSSG检测
体内实验
小鼠品系、周龄、性别、细胞注射数量、肿瘤测量方法
阅读提示:材料与方法:裸鼠肿瘤生长实验