整合素β5,一种非侵入性诊断生物标志物,与胃癌的不良预后和免疫治疗疗效相关。

Integrin β5, a noninvasive diagnostic biomarker, is associated with unfavorable prognosis and immunotherapy efficacy in gastric cancer.

作者信息Yangyang Cheng, Xin Lin, Huimin Xu, Mingcheng Xu, Wanlin Xie, Jingya Zeng, Baohong Cui, Zexu Cheng, Jing Zhao, Yihua Sun
PMID39394072
发布时间2024-10-11
DOI10.1186/s12876-024-03447-w

实验完整度

包含生物信息学分析、体外细胞功能实验、免疫组化及血清ELISA验证,但缺乏体内动物模型和机制深究。

主要模型

胃癌细胞系(MKN45、HGC27、AGS、MKN28) 胃癌组织和癌旁组织 血清样本(胃癌患者和健康对照)

重点核对

ITGB5在胃癌组织中的表达高于正常组织,经IHC验证 siRNA敲低ITGB5后细胞增殖和迁移能力降低 血清ITGB5水平在胃癌患者中显著升高,ROC曲线AUC=0.628 ITGB5表达与CD276表达正相关,敲低后CD276下调 低ITGB5表达组IPS更高,提示更好的免疫治疗疗效

摘要

背景:整合素β5(ITGB5)在胃癌(GC)的发生发展中起关键作用。我们旨在探讨ITGB5作为胃癌诊断和免疫治疗预测因子的潜在价值。方法:使用癌症基因组图谱(TCGA)和基因表达综合数据库(GEO)评估ITGB5在胃癌中的表达,并通过定量聚合酶链反应(qPCR)和免疫组织化学进行验证。采用Kaplan-Meier曲线评估预后意义。使用CIBERSORT、TIMER和TISIDB检查免疫细胞浸润、肿瘤突变负荷(TMB)和免疫表型评分(IPS)。此外,采用集落形成、划痕实验和Transwell实验确定对肿瘤进展和转移的影响。敲低ITGB5后通过蛋白质印迹检测CD276表达。采用ELISA检测血清ITGB5水平。结果:胃癌组织中ITGB5的表达高于正常组织,可能通过PI3K-AKT、ECM受体相互作用和TGF-β等通路促进胃癌发生。ITGB5高表达与胃癌患者的不良预后相关。此外,ITGB5过表达与巨噬细胞和单核细胞的浸润水平呈强正相关,并显著影响免疫应答。而且,ITGB5低表达与更好的免疫治疗疗效相关。进一步研究表明,沉默ITGB5在体外抑制胃癌细胞系的增殖和迁移。ITGB5表达与CD276表达呈正相关,且敲低ITGB5导致CD276表达显著下降。此外,在胃癌患者中观察到血清ITGB5水平显著升高。ITGB5、CEA和CA19-9的联合评估提高了诊断准确性。结论:ITGB5可能作为胃癌管理中的诊断生物标志物和治疗靶点。

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
ITGB5在胃癌中的表达、预后意义、免疫浸润相关性及作为诊断和免疫治疗生物标志物的潜力。
核心机制
ITGB5可能通过调控PI3K-AKT、ECM受体相互作用和TGF-β信号通路促进胃癌进展,并与CD276表达正相关影响免疫治疗。
主要证据
生信分析显示ITGB5在胃癌中高表达,细胞功能实验证明敲低ITGB5抑制增殖迁移,血清ELISA显示诊断价值,且ITGB5与免疫浸润及免疫检查点相关。
研究意义
ITGB5可作为胃癌的诊断生物标志物和免疫治疗的潜在靶点,为改善患者预后提供新思路。

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

评估ITGB5在胃癌中的表达

验证ITGB5在胃癌组织和细胞中的表达水平。

利用TCGA和GEO数据库分析ITGB5 mRNA表达,通过qPCR和IHC验证蛋白表达。

2

功能富集和通路分析

探究ITGB5相关的生物学过程和信号通路。

使用limma包识别差异表达基因,进行GO、KEGG和GSEA分析。

3

生存分析

评估ITGB5表达对胃癌患者预后的影响。

使用Kaplan-Meier plotter和GEO数据集进行生存分析。

4

免疫浸润及相关性分析

探究ITGB5表达与肿瘤免疫微环境的关系。

使用CIBERSORT、TIMER、GEPIA分析免疫细胞浸润,并分析免疫检查点、TMB、IPS相关性。

5

体外细胞功能验证

验证ITGB5对胃癌细胞增殖和迁移的影响。

qRT-PCR检测ITGB5表达,siRNA敲低后行集落形成、划痕和Transwell实验。

6

CD276表达检测

探究ITGB5与CD276的关系。

敲低ITGB5后,通过Western blot检测CD276表达。

7

血清生物标志物验证

评估血清ITGB5的诊断价值。

ELISA检测血清ITGB5水平,并分析其与临床病理特征及联合诊断价值。

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
ITGB5抗体InvitrogenPA5-118499
RPMI-1640培养基Gibco--
胎牛血清Excell--
F12K培养基Procell--
Lipofectamine 2000----
总RNA提取试剂盒IOmega Biotek--
NovoStart SYBR qPCR SuperMix Plus试剂盒Novoprotein--
抗CD276抗体Proteintech14453-1-AP
抗β-肌动蛋白抗体ZSGB-BIOTA-09
ITGB5 ELISA试剂盒Meimian--
CEA和CA19-9电化学发光免疫分析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
免疫组织化学
组织样本类型(冷冻)、固定液浓度、切片厚度、抗原修复方式、一抗稀释度、孵育条件、H-score阈值
阅读提示:Methods - Immunohistochemistry
细胞培养
细胞系来源、培养基类型、血清浓度、培养条件
阅读提示:Methods - Cell lines
细胞转染
siRNA序列(表S1)、转染试剂浓度、细胞密度、转染时间
阅读提示:Methods - Cell transfection
qRT-PCR
RNA提取试剂盒、反转录试剂盒、PCR循环参数、内参基因
阅读提示:Methods - Quantitative real-time polymerase reaction (qRT-PCR) analysis
增殖和迁移实验
细胞接种密度、培养时间、固定剂、染色浓度、显微镜型号
阅读提示:Methods - Colony formation assay, Scratch assay, Transwell assay
Western blotting
裂解液类型、蛋白定量方法、抗体稀释度、二抗稀释度、曝光方法
阅读提示:Methods - Western blotting
ELISA
样本类型、样本量、试剂盒来源、操作步骤、正常参考范围
阅读提示:Methods - Serum ITGB5 levels were detected by ELISA