RPL22L1,一种新型候选癌基因,通过激活STAT3促进胶质母细胞瘤的替莫唑胺耐药

RPL22L1, a novel candidate oncogene promotes temozolomide resistance by activating STAT3 in glioblastoma.

作者信息Yunping Chen, Yu Mu, Qing Guan, Chenlong Li, Yangong Zhang, Yinzhi Xu, Chong Zhou, Ying Guo, Yanan Ma, Meiqi Zhao, Guohua Ji, Peng Liu, Donglin Sun, Haiming Sun, Nan Wu, Yan Jin
PMID37985768
发布时间2023-11
DOI10.1038/s41419-023-06156-6

实验完整度

高

包含临床样本(TMA、配对组织)表达分析、细胞功能实验(增殖、迁移、侵袭)、体内模型(原位和皮下移植瘤)及机制验证(EGFR/STAT3通路和Stattic抑制)。

主要模型

胶质母细胞瘤细胞系(T98G、LN229、U251、A172) 胶质母细胞瘤原位异种移植模型(BALB/c裸鼠) 胶质母细胞瘤皮下异种移植模型(BALB/c裸鼠) 胶质母细胞瘤组织样本及组织微阵列(TMA)

重点核对

RPL22L1表达水平与GBM患者预后的相关性(TCGA、GEO、CGGA等数据集联合分析,HR=1.2564, P=0.012) RPL22L1过表达和敲低细胞系的建立及功能验证(增殖、迁移、侵袭) 体内移植瘤模型中RPL22L1对肿瘤生长和生存的影响(原位模型生存分析,皮下模型肿瘤体积和重量) EGFR/STAT3通路抑制剂处理(Gefitinib 10 μmol/L, Stattic 5 μmol/L)对细胞功能的影响 Stattic联合TMZ治疗在体内外对RPL22L1诱导的TMZ耐药的影响

摘要

侵袭性和耐药性是胶质母细胞瘤(GBM)临床治疗的主要挑战。我们先前的研究报道了一种新型候选癌基因核糖体蛋白L22类似物1(RPL22L1)。本研究旨在阐明RPL22L1在GBM进展和替莫唑胺(TMZ)耐药中的潜在作用及机制。使用在线数据库、组织微阵列和临床组织标本评估RPL22L1在GBM中的表达及临床意义。我们进行了细胞功能实验、原位和皮下异种移植瘤模型,以评估RPL22L1对GBM的作用及分子机制。RPL22L1在GBM中表达显著上调,并与较差的预后相关。RPL22L1过表达增强GBM细胞增殖、迁移、侵袭、TMZ耐药和致瘤性,而RPL22L1敲低可减弱这些作用。此外,我们发现RPL22L1促进GBM的间充质表型,这些效应与EGFR/STAT3通路密切相关。重要的是,我们观察到STAT3特异性抑制剂(Stattic)显著抑制RPL22L1的恶性功能,尤其是对TMZ耐药。RPL22L1过表达增加了Stattic和TMZ联合用药的敏感性,在体外和体内均如此。此外,Stattic在体内外有效恢复RPL22L1诱导的TMZ耐药的敏感性。我们的研究确定了一个新型候选癌基因RPL22L1,它通过STAT3通路促进GBM恶性进展。并强调Stattic联合TMZ治疗可能是RPL22L1高表达GBM患者的有效治疗策略。

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
RPL22L1在胶质母细胞瘤进展和替莫唑胺耐药中的作用及机制是什么?
核心机制
RPL22L1通过激活EGFR/STAT3通路促进GBM恶性进展和间充质表型,并通过激活STAT3上调抗凋亡因子bcl-2,抑制细胞凋亡,从而介导TMZ耐药。
主要证据
临床样本中RPL22L1高表达与预后不良相关;细胞功能实验显示RPL22L1促进增殖、迁移、侵袭;体内模型验证其促肿瘤作用;STAT3抑制剂Stattic逆转RPL22L1诱导的TMZ耐药并促进凋亡。
研究意义
RPL22L1可作为GBM的潜在生物标志物和STAT3抑制联合治疗的预测指标,RPL22L1高表达患者可能从Stattic联合TMZ治疗中获益。

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

RPL22L1表达分析

评估RPL22L1在GBM中的表达水平及其与预后的关系

利用GEO、TCGA、CGGA等公共数据库分析RPL22L1 mRNA水平;通过IHC和Western Blot检测临床组织样本中RPL22L1蛋白表达。

2

细胞功能体外实验

检测RPL22L1对GBM细胞增殖、迁移和侵袭的影响

建立RPL22L1过表达(T98G, LN229)和敲低(U251, A172)的稳定细胞系,通过MTS、CCK-8、划痕实验、Transwell迁移和侵袭实验评估细胞功能。

3

体内成瘤实验

评估RPL22L1对GBM体内致瘤性和生存的影响

建立原位和皮下异种移植瘤模型,检测RPL22L1对肿瘤形成、生存期和肿瘤生长的影响。

4

EGFR/STAT3通路机制验证

验证RPL22L1是否通过EGFR/STAT3通路促进GBM恶性表型

使用EGFR抑制剂Gefitinib和STAT3抑制剂Stattic处理过表达RPL22L1的细胞,检测通路蛋白磷酸化水平及细胞功能变化。

5

TMZ耐药及联合治疗评估

探究RPL22L1对TMZ耐药的影响及Stattic联合治疗的效果

以TMZ、Gefitinib、Stattic及其联合处理细胞,检测IC50、凋亡和克隆形成;在皮下模型中验证联合治疗效果。

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
杜氏改良Eagle培养基Invitrogen--
胎牛血清Gibco--
RIPA裂解液Thermo Fisher Scientific--
PVDF膜Millipore--
牛血清白蛋白Amresco Inc.--
辣根过氧化物酶标记的二抗ZSGB-bio--
增强化学发光底物Xin Sime--
成像分析系统Bio-Rad--
MTS检测试剂盒PromegaG5421
CCK-8检测试剂盒----
康宁小室Corning--
基质胶----
细胞爬片WHB-24-CS--
DAPI染色液Sigma--
荧光显微镜NikonC2
激光扫描共聚焦显微镜ZEISSLSM700
Annexin V-FITC和PI染色试剂盒BD Biosciences--
流式细胞仪BDFACSCanto
原位荧光TUNEL细胞凋亡检测试剂盒TransGen Biotech--
吉非替尼----
Stattic----
替莫唑胺----

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(A172, LN229, T98G来自ATCC;U251来自Procell);培养基DMEM+10% FBS;培养条件37°C, 5% CO2;需确认STR鉴定和支原体阴性。
阅读提示:Materials and methods: Cell lines and cell culture
RPL22L1过表达和敲低
慢病毒载体来源(Hanbio Technology);感染时间48-72小时;嘌呤霉素筛选浓度(未明确说明);需验证转染效率(Western Blot)。
阅读提示:Materials and methods: Establishment of stable cell lines; 图2B-D
细胞功能实验
MTS和CCK-8实验的细胞数(5×10^3/孔)、检测天数(5天);划痕实验的细胞融合度(80-90%);Transwell实验的细胞数(未明确)、下室FBS浓度(20%)、孵育时间(48小时)。
阅读提示:Materials and methods: Cell proliferation analysis, Wound healing, migration and invasion assay
体内移植瘤模型
小鼠品系(BALB/c裸鼠)、周龄(4周龄)、性别(雌性);原位模型细胞数(3×10^5);皮下模型细胞数(1×10^7);给药剂量(TMZ 60 mg/kg, Stattic 5 mg/kg)和方案(腹腔注射13天);样本量(皮下模型每组n=5)。
阅读提示:Materials and methods: Xenograft model in vivo; 图5G-I
药物处理
Gefitinib浓度(10 μmol/L)、Stattic浓度(5 μmol/L)、TMZ浓度(7.5 μmol/L);处理时间(48小时);需要对照DMSO。
阅读提示:图5A-F, Materials and methods: 未单独列出但结果部分明确