甲状腺乳头状癌中FGFR1致癌作用的机制研究

Identification of mechanism of the oncogenic role of FGFR1 in papillary thyroid carcinoma.

作者信息Xiong Bing Li, Jia Li Li, Chao Wang, Yong Zhang, Jing Li
PMID39037153
发布时间2024-07-22
DOI10.4081/ejh.2024.4048

实验完整度

包含临床标本表达分析、体外细胞功能实验(增殖、凋亡、侵袭、迁移)、体内异种移植瘤模型,以及机制验证(IP、ChIP、荧光素酶报告基因)。

主要模型

PTC细胞系TPC-1和SW579 BALB/c裸鼠异种移植瘤模型 PTC临床肿瘤标本及邻近正常甲状腺组织

重点核对

FGFR1、USP7、YY1蛋白表达水平需在TPC-1和SW579细胞中验证敲低或过表达效率 MG132处理浓度100 nM,处理时间24 h,用于验证USP7对FGFR1的泛素-蛋白酶体途径稳定作用 异种移植实验中SW579细胞注射量7×10^6个/只,FGFR1质粒瘤内注射剂量1 μg 统计方法:两组比较采用非配对t检验,多组比较采用ANOVA,p<0.05为显著

摘要

甲状腺乳头状癌(PTC)是甲状腺最常见的恶性肿瘤。成纤维细胞生长因子受体1(FGFR1)在PTC中高表达,并在该疾病中发挥致癌蛋白的作用。在本报告中,我们旨在揭示驱动PTC中FGFR1过表达的新机制。对临床标本和PTC细胞中FGFR1表达的分析显示,FGFR1在PTC中表达增强。使用siRNA/shRNA沉默实验,我们发现FGFR1下调阻碍了PTC细胞生长、侵袭和迁移,并在体外促进凋亡,以及在体内抑制肿瘤生长。生物信息学分析预测了USP7-FGFR1潜在的相互作用以及YY1与FGFR1启动子之间的潜在结合。机制研究发现,USP7通过去泛素化稳定FGFR1蛋白,而YY1可促进FGFR1的转录。我们的拯救实验表明,FGFR1的重新表达对USP7下调引起的体外细胞功能改变和体内异种移植瘤生长抑制具有抵消作用。总之,我们的研究将去泛素化酶USP7和致癌转录因子YY1鉴定为FGFR1过表达的强效诱导因子。设计针对FGFR1或其上游诱导因子USP7和YY1的抑制剂可视为控制PTC发展的有前景的策略。

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
驱动PTC中FGFR1过表达的新机制是什么?
核心机制
USP7通过去泛素化稳定FGFR1蛋白,YY1通过结合FGFR1启动子的特定序列(CAGAATGGAGGA)促进FGFR1转录,二者共同导致FGFR1过表达,从而促进PTC进展。
主要证据
临床标本和PTC细胞系中FGFR1表达升高;siRNA沉默FGFR1抑制细胞增殖、侵袭、迁移并促进凋亡;异种移植实验中sh-USP7抑制肿瘤生长,而FGFR1过表达逆转该效应;IP实验显示USP7抑制FGFR1泛素化,ChIP和荧光素酶实验证实YY1结合并激活FGFR1启动子。
研究意义
设计针对FGFR1或其上游诱导因子USP7和YY1的抑制剂可能成为控制PTC发展的潜在策略。

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

临床标本和细胞系中FGFR1表达分析

验证FGFR1在PTC中是否过表达

通过免疫组化、RT-qPCR和免疫印迹分析32例PTC肿瘤及邻近正常甲状腺组织、以及正常甲状腺细胞系Nthy-ori3-1和PTC细胞系(IHH-4、TPC-1、SW579)中FGFR1的表达。

2

FGFR1敲低对PTC细胞功能的影响

评估FGFR1在PTC细胞恶性表型中的功能

使用si-FGFR1转染TPC-1和SW579细胞,检测细胞活力(CCK-8)、增殖(EdU)、凋亡(流式细胞术)、侵袭(Transwell)和迁移(划痕实验)。

3

USP7对FGFR1蛋白稳定性的调控

验证USP7是否通过去泛素化稳定FGFR1蛋白

在TPC-1和SW579细胞中敲低USP7(si-USP7),检测FGFR1 mRNA和蛋白水平;使用MG132抑制蛋白酶体;通过免疫共沉淀检测FGFR1泛素化水平;通过免疫荧光观察USP7和FGFR1共定位。

4

USP7/FGFR1轴对PTC细胞功能的调控

验证USP7通过稳定FGFR1影响PTC细胞恶性表型

在USP7敲低的TPC-1和SW579细胞中共转染FGFR1质粒(pCMV-FGFR1-3×Flag-Neo),检测细胞活力、增殖、凋亡、侵袭和迁移的恢复情况。

5

YY1对FGFR1转录的调控

验证YY1是否通过结合FGFR1启动子促进其转录

通过ChIP实验检测YY1与FGFR1启动子的结合;构建野生型(WT)和突变型(MUT)FGFR1启动子荧光素酶报告质粒,转染TPC-1和SW579细胞并敲低YY1(si-YY1),检测荧光素酶活性;同时检测YY1敲低后FGFR1蛋白水平。

6

体内验证USP7/FGFR1对肿瘤生长的影响

验证USP7通过下调FGFR1抑制体内肿瘤生长

将sh-USP7或sh-NC慢病毒感染的SW579细胞皮下注射至裸鼠,成瘤后对sh-USP7组部分肿瘤进行FGFR1质粒瘤内注射,定期测量肿瘤体积和重量,并通过免疫组化检测FGFR1和Ki67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
RPMI-1640培养基Solarbio--
DMEM培养基Procell--
胎牛血清EuroClone--
Lipofectamine 2000转染试剂Life Technologies--
MG132(蛋白酶体抑制剂)Selleck--
NucleoSpin RNA II试剂盒Macherey-Nagel--
ReverTra Ace反转录试剂盒Toyobo--
SYBR Green荧光染料Vazyme--
AllPrep DNA/RNA/Protein提取试剂盒Qiagen--
Supersignal West Dura化学发光底物Thermo Fisher Scientific--
iBright 1500成像系统Thermo Fisher Scientific--
CCK-8试剂盒MCE--
BeyoClick EdU-488试剂盒Beyotime--
Annexin V-FITC凋亡检测试剂Vazyme--
碘化丙啶----
RIPA裂解液Beyotime--
Protein A/G琼脂糖珠Thermo Fisher Scientific--
Triton X-100----
牛血清白蛋白Servicebio--
DAPI染色液Beyotime--
Alexa 488标记二抗Servicebio--
Cy3标记二抗Servicebio--
BeyoChIP酶法ChIP试剂盒Beyotime--
双荧光素酶检测试剂盒Solarbio--
pRL-TK海肾荧光素酶对照质粒Promega--
抗FGFR1单克隆抗体Proteintech#60325-1-Ig
抗USP7单克隆抗体Proteintech#66514-1-Ig
抗YY1单克隆抗体Abcam#ab232573
抗GAPDH多克隆抗体Proteintech#10494-1-AP
抗Ki67多克隆抗体Proteintech#27309-1-AP
抗IgG抗体(阴性对照)Proteintech#30000-0-AP
抗兔二抗Abcam#ab7090
抗鼠二抗Abcam#ab6728
DAB显色试剂盒Solarbio--
Axiovert 200M显微镜Zeiss--
Fluoview FV1000共聚焦显微镜Olympus--
96孔板酶标仪BMG Labtech--

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
细胞培养与转染
细胞系来源和培养条件(RPMI-1640或DMEM,10% FBS,1%抗生素),转染试剂Lipofectamine 2000,siRNA浓度(30 nM),质粒量(500 ng),转染细胞数(5×10^4)
阅读提示:Materials and Methods: Cell lines and transfection and transduction of cell lines
FGFR1表达检测
抗体货号及稀释比例(FGFR1 #60325-1-Ig 1:1500),RT-qPCR引物序列,内参GAPDH
阅读提示:Materials and Methods: mRNA analysis by quantitative PCR, Protein analysis by immunoblotting; Figure 1
细胞功能实验
CCK-8检测时间点,EdU处理时间(48h),凋亡检测染色(Annexin V/PI),Transwell上层细胞数及时间(18h),迁移实验丝裂霉素C浓度(10 μg/mL)及时间(24h)
阅读提示:Materials and Methods: Evaluation of cell growth, Detection of cell apoptosis, invasiveness, and migratory ability
USP7去泛素化实验
MG132浓度(100 nM)和处理时间(24h),IP抗体(抗Flag #80010-1-RR 1 μg/mg蛋白),泛素抗体(#10201-2-AP 1:5000),RIPA buffer及PMSF
阅读提示:Materials and Methods: Immunoprecipitation assay; Figure 3
YY1转录调控实验
ChIP抗体(抗YY1 #66281-1-Ig 0.5 μg/mg蛋白),FGFR1启动子片段(500bp)及突变序列,荧光素酶报告质粒构建,转染后检测时间(48h)
阅读提示:Materials and Methods: Chromatin immunoprecipitation experiment, Luciferase assay; Figure 5
异种移植实验
小鼠品系、周龄、性别(雌性BALB/c裸鼠,1.5-2月龄),每组动物数(n=6),细胞注射量(7×10^6),FGFR1质粒瘤内注射剂量(1 μg),肿瘤体积计算公式,观察时间(23天)
阅读提示:Materials and Methods: Xenograft studies; Figure 6
统计分析
数据表示方式(均值±SD),统计方法(未配对t检验,ANOVA),显著性水平(p<0.05)
阅读提示:Materials and Methods: Statistical analysis