IL13RA2通过激活糖酵解和Wnt/β-catenin信号通路促进婴幼儿血管瘤的进展

IL13RA2 promotes progression of infantile haemangioma by activating glycolysis and the Wnt/β-catenin signaling pathway.

作者信息Ziyong Liu, Tao Ma, Jinfang Li, Wei Ren, Zhixin Zhang
PMID39220137
期刊Oncol Res
发布时间2024-08-23
DOI10.32604/or.2024.048315

实验完整度

文献包含组织样本分析、细胞功能实验(增殖、凋亡、迁移、侵袭、管形成)、代谢检测(糖酵解)以及机制验证(Co-IP、通路抑制),涉及多层级实验。

主要模型

血管瘤来源内皮细胞(HemECs) HEK293细胞 婴幼儿血管瘤组织标本

重点核对

IL13RA2在IH组织中的表达上调(western blot、qRT-PCR、免疫荧光) IL13RA2敲低或过表达对HemECs增殖、凋亡、迁移、侵袭及管形成的影响 IL13RA2对糖酵解的影响(ECAR、OCR、ATP、乳酸、葡萄糖消耗及糖酵解相关蛋白) IL13RA2与β-catenin的相互作用(Co-IP)及Wnt/β-catenin通路激活 使用2-DG和XAV-939进行回补实验验证通路依赖性

摘要

背景:白细胞介素13受体亚基α2(IL13RA2)在许多癌症的进展中发挥重要作用。然而,IL13RA2在婴幼儿血管瘤(IH)中的作用尚不清楚。材料与方法:采用western blot、qRT-PCR和免疫荧光分析IH组织中IL13RA2的表达。通过敲低或过表达IL13RA2,使用CCK-8、集落形成、凋亡、伤口愈合、管形成、Transwell和western blot检测IL13RA2在血管瘤来源内皮细胞(HemECs)中的作用。结果:IL13RA2在IH组织中表达上调。IL13RA2过表达促进HemECs的增殖、迁移和侵袭,并诱导糖酵解,这通过糖酵解抑制剂得到证实。具体而言,IL13RA2与β-catenin相互作用并激活HemECs中的Wnt/β-catenin通路,这参与上述IL13RA2的作用。结论:这些发现揭示靶向IL13RA2是IH的潜在治疗方法。

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
IL13RA2在婴幼儿血管瘤中的表达及其对血管瘤进展的作用和机制是什么?
核心机制
IL13RA2通过与β-catenin相互作用激活Wnt/β-catenin信号通路,进而促进糖酵解,从而增强HemECs的增殖、迁移和侵袭。
主要证据
IL13RA2在IH组织中高表达;过表达IL13RA2促进HemECs增殖、迁移、侵袭和糖酵解,敲低则相反;Co-IP证实IL13RA2与β-catenin结合;糖酵解抑制剂2-DG和Wnt抑制剂XAV-939回补实验证实其依赖性。
研究意义
IL13RA2是IH的潜在治疗靶点。

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

组织样本中IL13RA2表达分析

验证IL13RA2在IH组织中的表达是否异常。

使用western blot、qRT-PCR和免疫荧光检测4例增殖期和4例消退期IH组织及正常包皮组织中IL13RA2的表达,并与GSE43742数据集中的HemECs和HDMVECs进行比较。

2

细胞模型建立与基因操作

建立IL13RA2敲低和过表达的HemECs模型,以研究其功能。

从4例增殖期IH组织分离HemECs,使用shRNA敲低IL13RA2,使用pcDNA3.1-IL13RA2过表达,并通过western blot验证。

3

细胞增殖与凋亡检测

评估IL13RA2对HemECs增殖和凋亡的影响。

通过CCK-8、集落形成和流式细胞术检测细胞活力和凋亡,并用western blot检测凋亡相关蛋白(Bcl-2、Bax、caspase-3、caspase-9)。

4

迁移、侵袭和管形成能力检测

评估IL13RA2对HemECs迁移、侵袭和血管形成能力的影响。

通过伤口愈合、Transwell(有或无Matrigel)和管形成实验检测细胞迁移、侵袭和管形成能力,并用western blot检测EMT相关蛋白(E-cadherin、N-cadherin、Snail)。

5

糖酵解代谢分析

验证IL13RA2是否激活HemECs的糖酵解。

通过Seahorse分析ECAR和OCR,检测ATP、乳酸和葡萄糖消耗,并用western blot检测糖酵解相关蛋白(GLUT1、HK2、LDHA、PDK1)。使用2-DG处理进行回补实验。

6

Wnt/β-catenin通路机制验证

探究IL13RA2是否通过Wnt/β-catenin通路发挥作用。

使用Co-IP检测IL13RA2与β-catenin的相互作用,western blot和免疫荧光检测β-catenin的核转位,检测下游靶基因(c-Myc、cyclin D1)的表达,并使用XAV-939处理进行回补实验。

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
I型胶原酶----
抗CD31包被磁珠Miltenyi Biotec--
内皮细胞生长培养基-2----
胎牛血清----
纤连蛋白----
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
聚凝胺----
嘌呤霉素----
2-脱氧-D-葡萄糖----
XAV-939----
RNA-easy总RNA提取试剂VazymeR701-01
HiScript III逆转录酶VazymeR302-01
ChamQ SYBR qPCR预混液VazymeQ311-02
CFX96 PCR仪Bio-Rad--
CCK-8细胞计数试剂盒SolarbioCA1210
Annexin V-FITC凋亡检测试剂盒BeyotimeC1062M
流式细胞仪BD Bioscience--
基质胶BD Biosciences--
ATP检测试剂盒SolarbioBC0305
葡萄糖检测试剂盒Sigma-AldrichMAK083-1KT
乳酸检测试剂盒Abcamab65331
酶标仪Bio-Rad--
Seahorse XF24分析仪Seahorse--
Seahorse XF细胞线粒体压力测试试剂盒Agilent Technologies--
Seahorse XF糖酵解压力测试试剂盒Agilent Technologies--
RIPA裂解液----
核浆蛋白提取试剂盒Beyotime--
PVDF膜----
ECL化学发光检测试剂盒Solarbio--
DAPI染色液Santa Cruz Biotechnology--
荧光显微镜----
蛋白A/G琼脂糖珠----
抗FLAG抗体Sigma-AldrichF7425
抗HA抗体Abcamab1424
HEK293细胞Pricella--
IL13RA2(Flag标签)表达载体Syngentech--
β-catenin(HA标签)表达载体Syngentech--
pcDNA3.1-IL13RA2过表达载体GenePharma--
IL13RA2短发夹RNAGenePharma--
IL13RA2抗体(免疫荧光)Proteintech11059-1-AP
α-SMA抗体Cell Signaling Technology#19245
CD31抗体Cell Signaling Technology#3528
vWF抗体Abcamab6994
β-catenin抗体(免疫荧光)Cell Signaling Technology8480
荧光二抗Abcamab150077
Bcl-2抗体Abcamab32124
Bax抗体Cell Signaling Technology#5023
Caspase-3抗体Cell Signaling Technology#9662
Cleaved caspase-3抗体Cell Signaling Technology#9661
Caspase-9抗体Cell Signaling Technology#9502
Cleaved caspase-9抗体Cell Signaling Technology#7237
E-cadherin抗体Cell Signaling Technology#3195
N-cadherin抗体Proteintech22018-1-AP
Snail抗体Cell Signaling Technology#3879
GLUT1抗体ElabscienceE-AB-31556
HK2抗体ElabscienceE-AB-14706
LDHA抗体ElabscienceE-AB-70210
PDK1抗体Abcamab202468
β-catenin抗体(免疫印迹)Cell Signaling Technology#8480
c-Myc抗体Proteintech10828-1-AP
Cyclin D1抗体Abcamab16663
Histone H3抗体Abcamab1791
β-actin抗体Proteintech20536-1-AP
辣根过氧化物酶标记二抗Abcamab6721
IL13RA2抗体(免疫共沉淀)Cell Signaling Technology#85677
β-catenin抗体(免疫共沉淀)Cell Signaling Technology#8480

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
组织收集
样本类型及数量:4例增殖期、4例消退期IH组织,4例正常包皮组织;伦理审批号
阅读提示:Materials and Methods: Tissue specimens
细胞培养
HemECs分离方法:0.2%胶原酶I消化,抗CD31磁珠分选;培养基:ECGM-2+20%FBS,纤连蛋白包被,37°C、5% CO2
阅读提示:Materials and Methods: Isolation of endothelial cells
基因操作
转染/感染条件:shRNA序列、pcDNA3.1-IL13RA2质粒、转染试剂浓度、polybrene浓度、嘌呤霉素筛选浓度及时间
阅读提示:Materials and Methods: Cell transfection and treatment
细胞功能实验
细胞接种密度、检测时间点(CCK-8: 24/48/72h;集落形成:2周;伤口愈合:24h;Transwell:24h;管形成:12h)
阅读提示:Materials and Methods: Cell viability, Colony formation assay, Wound-healing assay, Transwell assay, Tubules formation assay
代谢检测
Seahorse试剂盒类型、ATP/乳酸/葡萄糖检测试剂盒货号
阅读提示:Materials and Methods: ATP, glucose, and lactate measurements; Seahorse extracellular flux assay
通路抑制实验
2-DG浓度(5 mM)和XAV-939浓度(10 μM),处理时间(24h)
阅读提示:Materials and Methods: Cell transfection and treatment; Results: 相应部分
蛋白检测
抗体稀释比、蛋白提取方法(RIPA、核浆分离)、内参选择
阅读提示:Materials and Methods: Western blot; Immunofluorescence
统计学方法
统计检验方法:单因素方差分析+Tukey事后检验;显著性水平:p<0.05
阅读提示:Materials and Methods: Statistical analysis