EIF2S1沉默通过GPX4失活和铁死亡诱导阻碍神经母细胞瘤发展

EIF2S1 Silencing Impedes Neuroblastoma Development Through GPX4 Inactivation and Ferroptosis Induction.

作者信息Zhen Li, Yunhui Wang, Shubin Liang, Tingdong Yuan, Jing Liu
PMID39465005
发布时间2024-10-19
DOI10.1155/2024/6594426

实验完整度

包含生物信息学分析、临床组织样本验证、体外细胞功能实验及体内异种移植瘤模型,并进行了铁死亡机制验证。

主要模型

SK-N-SH细胞系 IMR-32细胞系 BALB/c-nu裸鼠异种移植瘤模型 NB患者组织样本

重点核对

EIF2S1表达水平:SK-N-SH和IMR-32细胞系中敲低效率需验证 铁死亡指标:Fe2+、ROS、MDA水平及GPX4、SLC7A11蛋白表达 细胞功能:增殖(CCK-8)、迁移和侵袭(Transwell)、凋亡(TUNEL) 体内肿瘤生长:肿瘤体积和重量,及Ki67增殖指数

摘要

背景:神经母细胞瘤(NB)是儿童中最具破坏性的恶性肿瘤之一,由于治疗选择有限,死亡率很高。本研究旨在阐明铁死亡相关基因EIF2S1在NB发病机制中的作用,并探讨其作为治疗靶点的潜力。方法:我们利用FerrDb数据库和NB相关转录组学数据进行了全面的生物信息学分析,以研究EIF2S1在NB中的作用。随后在NB组织和细胞系中验证了EIF2S1表达的变化。通过在SK-N-SH和IMR-32细胞系中进行shRNA介导的EIF2S1敲低,实施了功能缺失实验。在裸鼠中评估了EIF2S1敲低对SK-N-SH细胞肿瘤发生的影响。结果:生物信息学分析显示,EIF2S1高表达与NB患者的不良预后显著相关。在NB组织和癌细胞系中证实了EIF2S1表达水平的升高。此外,EIF2S1过表达与翻译调控和免疫细胞浸润调节相关。EIF2S1的沉默导致NB细胞增殖、迁移和致瘤性受到抑制。此外,EIF2S1敲低导致铁和氧化应激积累,以及GPX4和SLC7A11表达降低。结论:我们的研究结果表明,EIF2S1可能通过调节GPX4和SLC7A11表达来保护肿瘤细胞免受铁死亡,从而促进NB的进展。因此,EIF2S1可能成为治疗NB的潜在治疗靶点。

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
EIF2S1在神经母细胞瘤中是否通过调节铁死亡影响肿瘤进展,并可作为治疗靶点?
核心机制
EIF2S1通过上调GPX4和SLC7A11的表达来保护NB细胞免受铁死亡,从而促进肿瘤进展。
主要证据
EIF2S1在NB组织和细胞系中高表达,其敲低导致Fe2+、ROS和MDA水平升高,GPX4和SLC7A11表达降低,抑制细胞增殖、迁移和体内肿瘤生长。
研究意义
EIF2S1可能作为NB的潜在治疗靶点,为开发针对EIF2S1的小分子抑制剂或siRNA疗法提供基础,并可作为预后生物标志物。

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

生物信息学分析

识别与神经母细胞瘤预后相关的铁死亡相关基因。

利用FerrDb数据库获取铁死亡基因列表,结合TARGET数据库NB转录组数据进行单因素和多因素Cox回归分析,筛选出与NB预后相关的基因。

2

临床样本验证

验证EIF2S1在NB组织和正常组织中的表达差异及其临床意义。

收集NB组织和正常背根神经节样本,通过RT-qPCR和Western blot检测EIF2S1表达,并分析与临床特征及生存的相关性。

3

细胞系表达验证

检测NB细胞系中EIF2S1的表达水平,并选择用于功能实验的细胞系。

通过RT-qPCR检测多种NB细胞系(SK-N-SH、SK-N-AS、SK-N-BE(2)、IMR-32)及HUVEC中EIF2S1 mRNA水平,并检测N-Myc蛋白表达。

4

体外功能缺失实验

评估EIF2S1敲低对NB细胞增殖、迁移、侵袭和凋亡的影响。

使用shRNA慢病毒在SK-N-SH和IMR-32细胞中敲低EIF2S1,通过CCK-8、Transwell和TUNEL实验检测细胞表型变化。

5

体内异种移植瘤实验

验证EIF2S1敲低对NB肿瘤生长的影响。

将表达sh-EIF2S1或sh-NC的SK-N-SH细胞皮下植入裸鼠,4周后测量肿瘤大小和重量,并进行Ki67和EIF2S1免疫组化检测。

6

铁死亡机制验证

研究EIF2S1敲低是否诱导NB细胞铁死亡及其机制。

检测EIF2S1敲低后NB细胞中Fe2+、ROS、MDA水平,并通过Western blot检测GPX4和SLC7A11蛋白表达。

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
RPMI1640培养基Thermo Fisher--
胎牛血清GE Healthcare Life ScienceSV30160.03
MEM培养基Thermo Fisher--
pLKO.1-puro载体Sigma-Aldrich--
慢病毒包装混合液Sigma-Aldrich--
TRIzol试剂Thermo Fisher15596026
RT预混液MedChemExpress--
HT7900实时荧光定量PCR系统ABI--
RIP裂解液Beyotime--
BCA蛋白定量试剂盒Bio-Rad--
iBlot转膜系统Invitrogen--
SLC7A11抗体SolarbioK009230P
EIF2S1抗体SolarbioK010094P
GPX4抗体SolarbioK003083P
N-Myc抗体Abcamab24193
抗微管蛋白抗体SolarbioK200059M
二抗Thermo FisherA-11008
ECL化学发光检测系统Pierce--
CCK-8试剂MedChemExpressHY-K0301
BioTek酶标仪BioTek--
Transwell小室Corning--
基质胶Corning--
结晶紫BeyotimeC0121
奥林巴斯1X71显微镜Olympus--
TUNEL荧光标记试剂盒BeyotimeC1086
DAPISigma-Aldrich--
ROS检测试剂盒Dojindo Molecular Technologies Inc.R252
MDA检测试剂盒Dojindo Molecular Technologies Inc.M496
铁检测试剂盒Dojindo Molecular Technologies Inc.I291

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
临床样本验证
NB组织样本(n=36)和正常背根神经节(n=15)的来源,EIF2S1表达检测方法及分组
阅读提示:Methods 2.3及结果3.1
细胞培养
细胞系来源(ATCC、Procell)及培养条件(培养基、FBS浓度)
阅读提示:Methods 2.4
基因敲低
shRNA序列、转导条件(MOI、时间)、筛选浓度(嘌呤霉素)
阅读提示:Methods 2.5
体外功能实验
细胞增殖(CCK-8)、迁移/侵袭(Transwell)和凋亡(TUNEL)的具体条件(细胞密度、时间)
阅读提示:Methods 2.8,2.9,2.10
铁死亡检测
ROS、MDA和Fe2+检测试剂盒及操作规范,GPX4和SLC7A11蛋白检测条件
阅读提示:Methods 2.11及3.6
体内异种移植瘤实验
动物品系、周龄、体重、细胞注射量、时间、肿瘤测量方式
阅读提示:Methods 2.12