HDACs在肝细胞癌中的预后意义和生物学功能的综合分析

Comprehensive Analysis of the Prognostic Implications and Biological Function of HDACs in Liver Hepatocellular Carcinoma.

作者信息Zhaolei Cui, Chaoqiang Zheng, Yiqing You, Shijie He, Shan Jiang, Yan Chen, Yingying Lin, Zhenzhou Xiao
PMID39512688
发布时间2024-10-28
DOI10.7150/ijms.97169

实验完整度

包含生物信息学分析、临床样本验证、体外细胞功能实验、体内小鼠移植瘤实验及机制研究,涉及多层级验证。

主要模型

Bel7402细胞系 Huh-7细胞系 Hepa1-6细胞系 C57BL/6J小鼠皮下移植瘤模型

重点核对

CKD-581浓度(1 µM和10 µM)处理LIHC细胞系 C57BL/6J小鼠皮下注射Hepa1-6细胞(1.75×10^6 cells) CKD-581给药剂量(30 mg/kg,腹腔注射,每周一次) 细胞增殖检测时间点(2、4、8、72小时) mRNA和蛋白表达检测时间(24小时)

摘要

背景:组蛋白去乙酰化酶(HDACs)基因家族在肝细胞癌(LIHC)中的预后意义和生物学功能尚未得到充分研究。方法:使用Kaplan-Meier和Cox回归分析,本研究确定了HDAC基因是否与LIHC的预后相关。利用HDAC基因和最小绝对收缩和选择算子(LASSO)构建了一个回归模型来预测LIHC风险。一种内源性HDACs的选择性抑制剂CKD-581在体外和体内被研究,以确定其对LIHC细胞系发育、侵袭、迁移和增殖的影响。结果:六个HDACs被确定与LIHC的预后相关。根据生存研究,高风险评分个体的总生存期(OS)短于低风险评分个体。低风险个体的自然杀伤细胞浸润更高,这主要由II型干扰素(IFN)反应解释。限制内源性HDACs的活性通过阻止其迁移、侵袭和增殖导致LIHC细胞死亡。体内研究证实,阻断HDAC表达抑制了小鼠肿瘤生长。进一步的机制研究表明,抑制HDACs表达升高P21和P27的蛋白水平,并降低细胞周期蛋白A2、B1、D1和E1的水平。结论:基于HDAC基因的风险评分预后模型可能为LIHC提供有价值的预后生物标志物。CKD-581通过抑制细胞周期信号通路阻止LIHC进展。CKD-581有望成为LIHC临床治疗的治疗药物。

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
HDAC基因家族在LIHC中的预后意义及其抑制后的生物学功能与分子机制是什么?
核心机制
CKD-581通过抑制HDAC活性上调P21和P27,下调细胞周期蛋白A2、B1、D1和E1,导致细胞周期阻滞,从而抑制LIHC细胞增殖并促进凋亡。
主要证据
基于TCGA和ICGC数据构建并验证了6个HDAC基因的风险预后模型;临床样本验证了HDAC1等表达;体外实验表明CKD-581抑制增殖、迁移、侵袭并诱导凋亡;体内实验显示CKD-581显著减小肿瘤体积。
研究意义
基于HDAC基因的风险评分模型可作为LIHC的预后生物标志物,CKD-581有望成为LIHC治疗的治疗药物。

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

生物信息学分析与预后模型构建

筛选与LIHC预后相关的HDAC基因并构建风险评分模型。

从TCGA数据库获取374例LIHC和50例正常样本的表达及临床数据,通过差异表达分析、单因素Cox回归和LASSO回归筛选出6个基因,构建风险评分模型,并在ICGC数据库中验证。

2

临床样本验证

验证预后模型基因在LIHC组织中的表达及预后价值。

使用免疫组化(IHC)和RT-qPCR检测六种HDAC在LIHC组织和癌旁组织中的表达,并分析HDAC1表达与OS及临床特征的相关性。

3

体外细胞功能实验

评估CKD-581对LIHC细胞增殖、迁移、侵袭、克隆形成和凋亡的影响。

使用Bel7402、Huh-7和Hepa1-6细胞,经CKD-581处理后进行CCK-8增殖实验、Transwell迁移和侵袭实验、平板克隆形成实验及流式细胞术凋亡检测。

4

体内动物实验

评估CKD-581在体内对LIHC肿瘤生长的抑制作用及安全性。

将Hepa1-6细胞皮下注射到C57BL/6J小鼠右前肢,待肿瘤体积达50 mm³后分组,治疗组腹腔注射CKD-581(30 mg/kg)每周一次,共两周,测量肿瘤体积、体重、血清ALT和AST水平。

5

机制研究

探究CKD-581抑制LIHC细胞生长的分子机制。

通过RT-qPCR和免疫印迹检测CKD-581处理后细胞周期相关基因(P21、P27、细胞周期蛋白A2、B1、D1、E1)的mRNA和蛋白表达变化。

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
CKD-581MCE--
杜氏改良Eagle培养基----
细胞计数试剂盒-8APExBIO--
24孔Transwell板BIOLIF--
基质胶Corning--
膜联蛋白V-PE----
7-AAD----
CytoFlex流式细胞仪Beckman Coulter--
逆转录试剂盒Roche--
SYBR Green试剂盒Roche--
ABI 7500系统ABI--
RIPA裂解液EpiZymePC101
BCA蛋白定量试剂盒EpiZymeZJ102
PVDF膜----
无蛋白快速封闭液EpiZymePS108
P21抗体Beyotime BiotechnologyAP021
P27抗体Beyotime BiotechnologyAP027
细胞周期蛋白A2抗体Beyotime BiotechnologyAF2524
细胞周期蛋白B1抗体Beyotime BiotechnologyAF6627
细胞周期蛋白D1抗体Beyotime BiotechnologyAF1183
细胞周期蛋白E1抗体Proteintech11554-1-AP
HDAC1抗体Wuhan Sevier BiotechnologyGB11333-100
HDAC4抗体Wuhan Sevier BiotechnologyGB115576-100
SIRT7抗体Wuhan Sevier BiotechnologyGB11355-100
HDAC5抗体Proteintech29342-1-AP
HDAC11抗体Proteintech67949-1-Ig
SIRT6抗体Proteintech13572-1-AP
二抗Zhongsui Jinqiao--
DAB显色液----
DAPI----
ALT检测试剂盒Nanjing Jiancheng--
AST检测试剂盒Nanjing Jiancheng--

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
细胞培养与处理
CKD-581浓度(1 µM和10 µM)和处理时间(24小时)
阅读提示:Materials and Methods:Cell proliferation, migration, and invasion assays 和 RT-qPCR analysis
体外功能实验
细胞接种密度、96孔板/24孔板/6孔板规格、CKD-581浓度和处理时间
阅读提示:Materials and Methods:Cell proliferation, migration, and invasion assays 和 Plate cloning assay
体内动物实验
小鼠品系(C57BL/6J)、年龄(8周)、体重(20-25 g)、细胞注射量(1.75×10^6 cells)、CKD-581剂量(30 mg/kg)和给药方案(每周一次,持续两周)
阅读提示:Materials and Methods:In vivo tumor xenograft analysis
分子检测
检测基因(P21、P27、Cyclin A2、B1、D1、E1)及引物序列
阅读提示:Materials and Methods:Table 1 和 RT-qPCR analysis
蛋白检测
抗体品牌和货号、稀释比例(P21 1:500,其他1:1000)
阅读提示:Materials and Methods:Immunoblotting analysis 和 Immunohistochemistry