TSPAN4通过调控EGFR稳定性影响胶质母细胞瘤的进展

TSPAN4 influences glioblastoma progression through regulating EGFR stability.

作者信息Yanbin Dong, Xiaolong Tang, Wenhui Zhao, Ping Liu, Weiru Yu, Jinlai Ren, Yu Chen, Yanfang Cui, Juan Chen, Yongshuo Liu
PMID39108703
期刊iScience
发布时间2024-06-29
DOI10.1016/j.isci.2024.110417

实验完整度

结合TCGA等数据库分析、GBM组织芯片验证、体外细胞功能实验、体内颅内异种移植模型及机制研究(Co-IP、质谱、CHX实验)等多层级验证。

主要模型

U87和U251胶质母细胞瘤细胞系 原代人GBM细胞(GBM1) U87-luciferase颅内异种移植裸鼠模型

重点核对

TSPAN4表达与GBM预后及临床病理参数相关性(TCGA等数据库) TSPAN4敲低抑制GBM细胞增殖、侵袭及体内肿瘤生长 TSPAN4与EGFR相互作用及共定位(Co-IP、免疫荧光) TSPAN4调控EGFR蛋白稳定性(CHX、MG132、Baf处理) EGFR过表达或抑制剂对TSPAN4敲低效应的逆转

摘要

胶质母细胞瘤(GBM)以高发病率、高死亡率和低治愈率为特征。近期研究表明,TSPAN4被认为是迁移体(一种与细胞迁移相关的囊泡细胞器)的标志蛋白。然而,TSPAN4在癌症中的内在作用尚未阐明,尤其是在GBM中。在此,我们报道TSPAN4通过与表皮生长因子受体(EGFR)相互作用并调控其稳定性来促进GBM进展。临床上,TSPAN4在GBM中高表达,并与不良预后显著相关。功能上,TSPAN4敲低在体外显著抑制GBM细胞增殖和侵袭,在体内抑制致瘤性。相反,TSPAN4过表达促进GBM进展。机制上,TSPAN4敲低破坏与EGFR的相互作用,使其表达不稳定并使EGFR及下游信号通路(如MEK/ERK、STAT3和AKT)失活。我们的研究揭示TSPAN4通过调控EGFR稳定性驱动GBM进展,并可能成为癌症治疗的潜在靶点。

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
TSPAN4在GBM中的内在作用及其促进肿瘤进展的机制是什么?
核心机制
TSPAN4与EGFR相互作用并增强其蛋白稳定性,通过蛋白酶体途径抑制EGFR降解,激活MEK/ERK、STAT3和AKT等下游信号通路,进而促进GBM进展。
主要证据
通过Co-IP和质谱鉴定TSPAN4相互作用蛋白,免疫荧光验证共定位;CHX、MG132和Baf处理证明TSPAN4维持EGFR稳定性;细胞功能实验(CCK-8、克隆形成、Transwell)和体内颅内异种移植模型证实TSPAN4促进GBM生长。
研究意义
本研究揭示TSPAN4-EGFR调控轴在GBM发展中的关键作用,为克服EGFR耐药提供新的治疗靶点。

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

临床关联分析

评估TSPAN4表达与GBM预后及临床病理特征的关系

利用TCGA、CGGA、GSE16011数据库进行表达和生存分析,并在GBM组织芯片上进行IHC染色验证。

2

体外功能实验

验证TSPAN4对GBM细胞增殖、侵袭、周期和凋亡的影响

通过shRNA敲低和过表达TSPAN4,进行CCK-8、克隆形成、Transwell、EdU/Ki67染色、流式细胞术检测。

3

体内致瘤性实验

验证TSPAN4对GBM体内肿瘤生长的影响

建立U87-luciferase颅内异种移植模型,通过生物发光成像监测肿瘤生长,并检测Ki67和active caspase-3表达。

4

转录组和蛋白质组分析

探索TSPAN4敲低后GBM细胞的分子变化

对shCtrl和shTSPAN4的U87细胞进行RNA-seq和蛋白质组学分析,鉴定差异表达基因和蛋白并进行通路富集分析。

5

相互作用验证

验证TSPAN4与EGFR的相互作用及关键结构域

通过外源性和内源性Co-IP、免疫荧光验证相互作用,利用HDOCK预测和截短突变体实验确定结合区域。

6

机制探究

阐明TSPAN4调控EGFR稳定性的机制

检测TSPAN4敲低或过表达后EGFR及其下游信号蛋白的表达,并通过CHX、MG132和Baf处理分析EGFR降解途径。

7

功能回补实验

验证TSPAN4的作用是否依赖于EGFR

在TSPAN4敲低细胞中过表达EGFR或使用EGFR抑制剂(Gefitinib),检测细胞增殖和侵袭变化。

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
抗TSPAN4抗体NovusNBP1-59438
抗FLAG抗体SigmaF1804
抗HA抗体SigmaH9658
抗FLAG抗体CST14793
抗HA抗体CST3724
抗GAPDH抗体CST5174
抗β-微管蛋白抗体CST2128
抗CDK1抗体Abcamab133327
抗CDK2抗体Abcamab32147
抗CCNB1抗体Abcamab32053
抗活性Caspase-3抗体CST9661
抗Ki67抗体Abcamab15580
抗EGFR抗体Abcamab52894
抗EGFR抗体Abcamab30
抗EGFR抗体Proteintech66455-1-Ig
抗磷酸化EGFR抗体CST3777
抗MEK1/2抗体CST9126
抗磷酸化MEK1/2抗体CST9154
抗ERK1/2抗体CST4695
抗磷酸化ERK1/2抗体CST4370
抗AKT抗体CST4685
抗磷酸化AKT抗体CST4060
抗STAT3抗体CST12640
抗磷酸化STAT3抗体CST9145
山羊抗小鼠IgG (H+L)二抗,HRPThermo Fisher Scientific31430
山羊抗兔IgG (H+L)二抗,HRPThermo Fisher Scientific31460
驴抗兔Alexa Fluor 488二抗Thermo Fisher ScientificA-21206
驴抗兔Alexa Fluor 594二抗Thermo Fisher ScientificSA5-10040
TOP10感受态细胞TsingkeTSC-C12
GBM组织芯片Wuhan ServicebioIWLT-C-70GL61
蛋白酶抑制剂混合物SigmaP8340
MG132Sigma474790
巴佛洛霉素A1Sigma196000
EGFR抑制剂(吉非替尼)SelleckS1025
Trizol试剂Invitrogen15596018
基质胶BD356234
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen1668019
重组人EGF蛋白R&D236-EG
荧光素PromegaP1041
Protein A/G磁珠Pierce88803
多聚赖氨酸SigmaP6407
碘化丙啶(PI)染色液BD556463
结晶紫染色液BeyotimeC0121
Hoechst33342染色液NOVONMC160
EdU细胞增殖检测试剂盒BeyotimeC0071S
CCK-8试剂盒BeyotimeC0040
细胞周期和凋亡分析试剂盒BeyotimeC1052
SYBR Green预混液Yeasen11203ES08
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清(FBS)Gibco--
青霉素-链霉素----
原代人GBM细胞(GBM1)ProcellCP-H148
BALB/c裸鼠Beijing Vital River Laboratory--
激光扫描共聚焦显微镜OlympusFV-1000
IVIS小动物活体成像系统PerkinElmerIVIS® Lumina III

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
U87、U251和HEK293T细胞使用DMEM培养基,添加10% FBS和1%青霉素-链霉素,在37°C、5% CO2条件下培养。GBM1原代细胞在层粘连蛋白上无血清培养。
阅读提示:STAR★Methods 细胞培养部分
TSPAN4敲低和过表达
使用两个独立shRNA序列(shTSPAN4-1#和shTSPAN4-2#)建立敲低稳定细胞系;过表达使用TSPAN4-FLAG质粒。
阅读提示:Results 图2和图3图注,以及STAR★Methods 质粒构建和慢病毒感染部分
细胞增殖和侵袭实验
CCK-8实验检测450nm吸光度;克隆形成实验接种1000个细胞培养14天;Transwell实验使用5×10^4个细胞,8 μm孔径,基质胶包被,24小时。
阅读提示:STAR★Methods 细胞增殖、侵袭和细胞周期实验部分
体内异种移植实验
6周龄雄性BALB/c裸鼠,颅内注射1×10^6个U87-luciferase细胞,利用生物发光成像监测肿瘤生长。
阅读提示:STAR★Methods 异种移植实验部分
蛋白稳定性分析
CHX实验(0,4,8,12,24小时)检测EGFR半衰期;MG132(蛋白酶体抑制剂)和Baf(溶酶体抑制剂)处理检测EGFR表达变化。
阅读提示:Results 图7H和7I图注,以及STAR★Methods 免疫印迹和免疫沉淀部分