TRIM65通过泛素化降解BTG3促进肾细胞癌

TRIM65 promotes renal cell carcinoma through ubiquitination and degradation of BTG3.

作者信息Qi Zhang, Yong Li, Qing Zhu, Tao Xie, Yue Xiao, Feng Zhang, Na Li, Keyu Deng, Hongbo Xin, Xuan Huang
PMID38777825
发布时间2024-05-22
DOI10.1038/s41419-024-06741-3

实验完整度

包含体外细胞增殖、软琼脂克隆形成、异种移植瘤模型、以及机制验证(Co-IP、GST pull-down、泛素化分析)和临床样本验证。

主要模型

ACHN细胞 769-P细胞 Caki-1和Caki-2细胞 裸鼠异种移植瘤模型

重点核对

TRIM65在RCC细胞系中的表达水平(ACHN、769-P、Caki-1、Caki-2) TRIM65敲低或过表达后细胞增殖能力的变化 TRIM65与BTG3的相互作用(酵母双杂交、Co-IP、GST pull-down) BTG3 K41位点对TRIM65介导的泛素化和降解的影响

摘要

作为一种典型的E3连接酶,TRIM65(tripartite motif containing 65)参与抗病毒先天免疫的调节和某些肿瘤的发病机制。然而,TRIM65在肾细胞癌(RCC)中的作用及其潜在机制尚未确定。在本研究中,我们将TRIM65确定为RCC中的一个新型癌基因,它在体内外均增强了肿瘤细胞的增殖和锚定非依赖性生长能力。此外,我们发现TRIM65主要通过直接与BTG3(BTG抗增殖因子3)相互作用来调节RCC增殖,进而诱导K48连接的泛素化并通过K41氨基酸进行后续降解。此外,TRIM65通过降解BTG3缓解了G2/M期细胞周期阻滞,并调节下游因子。进一步的研究揭示,TRIM65通过TRIM65-BTG3-CyclinD1轴起作用,临床样本IHC芯片数据显示TRIM65与BTG3之间存在负相关。总之,我们的研究结果表明,TRIM65通过降解BTG3调节细胞周期促进RCC细胞增殖,提示TRIM65可能是RCC治疗的一个有前景的靶点。

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
TRIM65在肾细胞癌中的作用及其分子机制是什么?
核心机制
TRIM65通过其SPRY结构域直接结合BTG3(110-162aa),促进BTG3在K41位点的K48连接泛素化并降解,从而解除G2/M期细胞周期阻滞,上调CyclinD1,促进RCC增殖。
主要证据
体外细胞增殖和软琼脂实验、异种移植瘤模型、Co-IP和GST pull-down、泛素化分析以及临床IHC芯片数据均支持该机制。
研究意义
TRIM65-BTG3-CyclinD1轴可能成为RCC治疗的潜在靶点。

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

检测TRIM65表达与临床相关性

明确TRIM65在肾癌组织和细胞中的表达水平及其与预后的关系

利用TCGA数据库分析TRIM65 mRNA表达;Western blotting检测RCC细胞系中的蛋白水平;免疫组化检测临床组织样本中的表达,并分析其与患者生存的关系。

2

体外细胞功能实验(敲低和过表达TRIM65)

验证TRIM65对RCC细胞增殖和锚定非依赖性生长的影响

使用shRNA敲低769-P和Caki-2中TRIM65,或在ACHN和Caki-1中过表达TRIM65;检测细胞增殖(CCK8)、集落形成和软琼脂克隆形成能力。

3

体内异种移植瘤实验

验证TRIM65对肿瘤生长的影响

将稳定敲低TRIM65的769-P细胞或过表达TRIM65的ACHN细胞皮下注射到裸鼠,定期测量肿瘤体积和重量,并通过IHC检测Ki67和PCNA表达。

4

筛选TRIM65相互作用蛋白

寻找TRIM65的直接结合伙伴,揭示其分子机制

通过酵母双杂交筛选,以全长人TRIM65为诱饵,确定BTG3为候选蛋白,并通过Co-IP和GST pull-down验证。

5

泛素化及降解机制分析

验证TRIM65是否通过泛素-蛋白酶体途径降解BTG3并确定泛素化位点

检测TRIM65对BTG3蛋白水平的影响(剂量依赖、半衰期),利用泛素突变体确定连接类型,并通过位点突变确定关键赖氨酸残基。

6

细胞周期分析

探究TRIM65是否通过BTG3影响细胞周期进程

使用流式细胞术检测TRIM65敲低或过表达对细胞周期分布的影响,并检测BTG3和CyclinD1的表达。

7

拯救实验

验证TRIM65促增殖作用是否依赖于BTG3的降解

在TRIM65过表达的ACHN细胞中共转染BTG3或BTG3 K41R,检测增殖、集落形成、软琼脂和细胞周期变化。

8

临床样本相关性分析

验证TRIM65与BTG3在临床样本中的表达相关性

通过IHC检测ccRCC组织芯片中TRIM65和BTG3的表达,并分析相关性。

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Procell--
MEM培养基Procell--
DMEM培养基Procell--
McCoy's 5A培养基Procell--
胎牛血清ExCell Bio--
青霉素-链霉素----
MG132Sigma-Aldrich--
FascaplysinGlpBio--
TRIM65抗体Sigma-AldrichHPA021578
BTG3抗体OriGeneTA323849
K63连接特异性泛素抗体Cell Signaling Technology5621S
K48连接特异性泛素抗体Cell Signaling Technology8081S
泛素抗体Cell Signaling Technology3936S
GFP抗体Proteintech66002-1-Ig
FLAG抗体Proteintech66008-4-Ig
FLAG抗体Proteintech20543-1-Ig
HA抗体Proteintech66006-2-Ig
HA抗体Proteintech51064-2-Ig
Myc抗体Proteintech60003-2-Ig
CyclinD1抗体Proteintech60186-1-Ig
Ki67抗体Proteintech27309-1-AP
PCNA抗体Proteintech10205-2-AP
Calnexin抗体Proteintech66903-1-Ig
GolGA2/GM130抗体Proteintech66662-1-Ig
CD107b/LAMP2抗体Proteintech66301-1-Ig
EEA1抗体Proteintech68065-1-Ig
GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
β-actin抗体Proteintech66009-1-Ig
Q-PCR引物TSINGKE Biological Technology--
BTG3 siRNAOBIO--
BLOCK-iT Pol II miR-RNAi表达试剂盒Invitrogen--
pMD2G包装质粒----
psPAX2包装质粒----
聚凝胺----
嘌呤霉素----
CCK8试剂盒Dojindo--
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher--
ViiA-7实时荧光定量PCR仪ABI--
蛋白A/G琼脂糖珠Roche--
谷胱甘肽琼脂糖4B珠GE Healthcare--
LSM800共聚焦显微镜Zeiss--
组织芯片Shanghai Outdo Biotech--

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
细胞系来源及培养条件,STR认证、支原体检测;培养基、FBS浓度、抗生素浓度
阅读提示:Materials and methods: Cell lines
基因敲低/过表达
shRNA序列、慢病毒包装方法(pMD2G、psPAX2)、感染复数(MOI未明确)、polybrene浓度、嘌呤霉素筛选浓度及时间
阅读提示:Materials and methods: Vectors and lentivirus infection
细胞增殖检测
CCK8检测细胞密度、孵育时间;低血清实验的血清浓度和检测时间点;集落形成实验细胞数、培养天数、结晶紫浓度;软琼脂实验细胞数、琼脂浓度、培养天数、克隆大小阈值
阅读提示:Materials and methods: Cell proliferation assay; Colony formation and soft agar assay
体内实验
细胞注射数量、注射体积、小鼠周龄性别、肿瘤测量频率、肿瘤体积计算公式、实验终点时间(15天或30天)
阅读提示:Materials and methods: Tumor xenografts; Figure legends 2
蛋白相互作用与泛素化
Co-IP抗体、裂解液成分、孵育时间;GST pull-down中重组蛋白浓度;泛素化实验中的质粒组合、免疫沉淀抗体
阅读提示:Materials and methods: Co-immunoprecipitation; GST pull-down; Figure legends 3 and 4
细胞周期分析
PI染色方法、流式细胞术参数、统计分析重复次数
阅读提示:Figure legend 5; Materials and methods: Statistical analysis