MFAP2通过激活Notch1通路诱导骨肉瘤细胞上皮-间质转化

MFAP2 induces epithelial-mesenchymal transformation of osteosarcoma cells by activating the Notch1 pathway.

作者信息Shan Jiang, Ziang Zheng, Bo Yuan, Rushan Yan, Qijun Yao, Haoran Chen, Yongxun Zhang, Yue Lei, Haidong Liang
PMID38988940
发布时间2024-06-30
DOI10.21037/tcr-23-2035

实验完整度

高

包含细胞实验、转录组数据分析、异种移植模型等多个证据层级,并有功能验证(增殖、迁移、侵袭)和机制验证(Notch1通路激活)。

主要模型

U2OS细胞系(人骨肉瘤) hFOB1.19正常成骨细胞系 异种移植瘤模型(BALB/c裸鼠皮下接种U2OS细胞)

重点核对

MFAP2敲低效率需通过qRT-PCR验证 EGF浓度50 ng/mL处理30分钟诱导EMT VPA浓度3 mM处理24小时激活Notch1 细胞接种数量:100 µL含2000个细胞/孔(CCK-8),5×10^5细胞/孔(伤口愈合),Transwell上室200 µL含1×10^5细胞/mL 动物模型:BALB/c裸鼠皮下注射4×10^6个U2OS细胞

摘要

背景:骨肉瘤是一种起源于间充质组织的恶性肿瘤。微纤维相关蛋白2在癌症中发挥关键作用,尤其是促进上皮-间质转化。然而,其在骨肉瘤中的作用尚未被探索。方法:使用靶向MFAP2的shRNA在U2OS细胞中沉默MFAP2,并通过定量实时聚合酶链反应进行验证。我们从多个数据库(GSE28424、GSE42572和GSE126209)中提取了MFAP2的基因芯片数据。通过基因集变异分析富集分析确定MFAP2与Notch1通路的相关性,并使用Pearson相关方法进行分析。通过细胞计数试剂盒-8、伤口愈合和Transwell实验评估细胞行为(活力、迁移和侵袭)。通过蛋白质印迹和qRT-PCR检测EMT标志物(N-钙黏蛋白、波形蛋白和β-连环蛋白)和Notch1水平。通过显微镜观察细胞形态以评估EMT。最后,通过异种移植肿瘤模型验证了MFAP2在骨肉瘤中的作用。结果:骨肉瘤细胞系表现出比正常成骨细胞更高的MFAP2 mRNA表达。在U2OS细胞中敲低MFAP2显著降低了活力、迁移和侵袭,同时N-钙黏蛋白和波形蛋白下调,β-连环蛋白上调。MFAP2与骨肉瘤中的Notch1通路显著相关,其敲低抑制了Notch1蛋白表达。此外,Notch1激活逆转了MFAP2敲低对U2OS细胞恶性特征的抑制作用。此外,MFAP2敲低抑制了骨肉瘤肿瘤组织中的肿瘤生长、EMT标志物的表达水平和Notch1表达。结论:我们的研究表明,MFAP2是Notch1信号通路的上游调节因子,促进骨肉瘤中的EMT。这些发现提示MFAP2是骨肉瘤的潜在治疗靶点。

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
MFAP2是否通过激活Notch1通路促进骨肉瘤细胞的上皮-间质转化?
核心机制
MFAP2作为Notch1信号通路的上游调节因子,通过激活Notch1通路促进骨肉瘤细胞的EMT。
主要证据
在U2OS细胞中敲低MFAP2降低细胞活力、迁移和侵袭,下调N-钙黏蛋白和波形蛋白、上调β-连环蛋白;Notch1激活剂VPA逆转这些效应;异种移植模型中MFAP2敲低抑制肿瘤生长和EMT标志物表达。
研究意义
靶向MFAP2可能为抑制EMT、阻碍骨肉瘤肿瘤生长和转移提供潜在治疗策略。

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

体外细胞系中MFAP2表达验证

验证MFAP2在骨肉瘤细胞系中相对于正常成骨细胞的表达差异。

使用qRT-PCR检测人正常成骨细胞系hFOB1.19和骨肉瘤细胞系HOS、U2OS、MG63中MFAP2的mRNA表达水平。

2

MFAP2敲低及其功能验证

评估MFAP2敲低对骨肉瘤细胞增殖、迁移和侵袭的影响。

使用靶向MFAP2的shRNA转染U2OS细胞,通过CCK-8、伤口愈合和Transwell实验检测细胞活力、迁移和侵袭能力。

3

EMT标志物检测

验证MFAP2敲低对EMT标志物表达的影响。

通过Western blotting检测U2OS细胞中N-钙黏蛋白、波形蛋白和β-连环蛋白的表达水平。

4

EGF诱导的EMT形态学观察

验证MFAP2敲低对EGF诱导的EMT形态变化的影响。

用EGF处理U2OS细胞,并通过显微镜观察细胞形态变化。

5

MFAP2与Notch1通路的相关性分析

评估MFAP2与Notch1信号通路在骨肉瘤中的相关性。

从GEO数据库获取基因芯片数据,合并去批次效应,进行GSVA富集分析,并使用Pearson相关分析MFAP2与Notch1通路的相关性。

6

Notch1激活剂(VPA)处理

验证Notch1激活是否能逆转MFAP2敲低对骨肉瘤细胞恶性特征和EMT的影响。

将稳定转染sh-MFAP2的U2OS细胞用VPA处理,检测Notch1蛋白表达、细胞活力、侵袭能力和EMT标志物表达。

7

异种移植瘤模型验证

在体内验证MFAP2敲低对骨肉瘤肿瘤生长和EMT的影响。

将稳定转染sh-NC或sh-MFAP2的U2OS细胞皮下注射到裸鼠,28天后处死,测量肿瘤体积和重量,检测EMT标志物和Notch1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
hFOB1.19细胞系----
HOS细胞系----
U2OS细胞系----
MG63细胞系----
DMEM/F12培养基----
MEM培养基----
DMEM培养基Gibco--
高糖DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Ephraim--
双抗Hyclone--
5% CO2培养箱Thermo Fisher Scientific--
表皮生长因子----
丙戊酸SolarbioYZ-1708707
靶向MFAP2的shRNAVectorBuilder Inc.--
靶向阴性对照的shRNAVectorBuilder Inc.--
Trizol试剂----
FastKing gDNA去除RT SuperMix试剂盒TIANGEN--
SYBR Green PCR预混液Lifeint--
CCK-8反应液Beyotime--
酶标仪Wuxi Hiwell Diatek--
显微镜Olympus--
基质胶----
Transwell小室----
结晶紫----
RIPA裂解液Beyotime--
BCA试剂Beyotime--
PVDF膜Beyotime--
ECL检测试剂A和BApplygen--
X光胶片Servicebio--
GAPDH抗体CST2118
β-连环蛋白抗体AffinityAF6266
N-钙黏蛋白抗体AffinityAF5239
波形蛋白抗体AffinityAF7013
Notch1抗体CST3608
山羊抗兔IgG H&L(HRP)Abcamab205718
BALB/c裸鼠----
异氟烷----

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、培养基类型、FBS和双抗浓度、培养条件(37°C, 5% CO2)
阅读提示:Methods: Cell culture
MFAP2敲低
shRNA序列、转染方法、转染时间、筛选浓度(嘌呤霉素2.5 µg/mL)
阅读提示:Methods: Cell transfection
活力检测
细胞接种数目(2000细胞/孔)、CCK-8孵育时间(2小时)、检测波长(450 nm)
阅读提示:Methods: Cell viability assays
迁移检测
细胞密度(5×10^5细胞/孔)、检测时间点(0h, 24h, 48h)
阅读提示:Methods: Migration assays
侵袭检测
Matrigel浓度(50 mg/L)、细胞密度(1×10^5细胞/mL)、孵育时间(24小时)
阅读提示:Methods: Invasion assays
EMT诱导
EGF浓度(50 ng/mL)、处理时间(30分钟)
阅读提示:Methods: Cell treatment and groups
Notch1激活
VPA浓度(3 mM)、处理时间(24小时)
阅读提示:Methods: Cell treatment and groups
异种移植模型
小鼠品系(BALB/c裸鼠)、周龄(6周)、体重(18-20g)、细胞数量(4×10^6)、注射部位(右腋窝)、观察时间(28天)
阅读提示:Methods: Animals and diets, Tumor model construction