PPP2R2B调控ISG15的核转位抑制膀胱癌顺铂耐药

Nuclear translocation of ISG15 regulated by PPP2R2B inhibits cisplatin resistance of bladder cancer.

作者信息Gaowei Huang, Jinwen Liu, Anze Yu, Chenggong Luo, Jiangquan Zhu, Yinghan Wang, Ziran Dai, Lizhen Zhang, Zihao Feng, Jun Lu, Zhong Dong, Junhang Luo, Wei Chen, Zhenhua Chen
PMID38976080
发布时间2024-07-08
DOI10.1007/s00018-024-05320-1

实验完整度

包括体外细胞功能实验(增殖、迁移、凋亡、细胞周期)、体内异种移植瘤模型、Co-IP、ChIP、临床样本分析及机制验证,多个独立证据层级支持结论。

主要模型

膀胱癌细胞系(J82、T24、UM-UC-3等) 皮下异种移植瘤模型(BALB/c裸鼠) 膀胱癌患者组织样本

重点核对

细胞系:J82和T24,培养基(MEM、RPMI-1640)及10% FBS,5% CO2、37°C 异种移植模型:BALB/c裸鼠皮下注射3×10^6细胞,肿瘤体积约100 mm^3时随机分组,顺铂5 mg/kg腹腔注射每3天一次,4周后处死 PPP2R2B敲低和过表达验证,使用siRNA和过表达质粒 顺铂处理浓度及时间:CCK-8测定IC50,DNA损伤检测顺铂处理24小时 ChIP实验:抗体(H3K9me3、SUV39H1)及引物位置 SUV39H1抑制剂chaetocin处理剂量:0.5 mg/kg(体内)

摘要

顺铂耐药是晚期膀胱癌(BC)全身治疗的主要挑战。目前关于顺铂耐药调控的信息很少,其潜在机制需要阐明。在此,我们检测到肿瘤抑制因子PPP2R2B(丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶2A调节亚基)在BC中的下调促进了细胞增殖和迁移。此外,PPP2R2B低表达与顺铂耐药相关。体外和体内实验验证了PPP2R2B可以促进BC对顺铂的敏感性。在机制方面,我们发现了PPP2R2B作为核质转运分子的新功能。PPP2R2B通过介导IPO5与ISG15的结合促进ISG15入核。ISG15的核转位抑制DNA修复,通过激活STING通路进一步增加ISG15表达。此外,PPP2R2B被SUV39H1介导的组蛋白H3赖氨酸9三甲基化下调,这可以通过SUV39H1特异性抑制剂chaetocin恢复。我们的数据表明,PPP2R2B表达水平是化疗反应潜在的生物标志物,化疗联合chaetocin可能是BC患者的可行治疗策略。

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
PPP2R2B在膀胱癌顺铂耐药中的调控作用及其分子机制是什么?
核心机制
PPP2R2B通过介导IPO5与ISG15的结合促进ISG15核转位,核内ISG15抑制DNA修复并激活STING通路,进而上调ISG15表达,增强顺铂敏感性;PPP2R2B本身受到SUV39H1介导的H3K9me3表观遗传调控。
主要证据
体外实验(CCK-8、彗星实验、细胞周期和凋亡分析)显示PPP2R2B过表达增加顺铂敏感性;体内异种移植瘤模型验证了PPP2R2B增强顺铂疗效;Co-IP和免疫荧光验证PPP2R2B-IPO5-ISG15互作及核转位;临床样本分析表明PPP2R2B表达与化疗反应相关。
研究意义
PPP2R2B可作为预测膀胱癌患者化疗反应的生物标志物,SUV39H1抑制剂chaetocin与顺铂联合治疗可能成为克服化疗耐药的有效策略。

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

PPP2R2B作为肿瘤抑制因子的鉴定和特征分析

评估PPP2R2B在膀胱癌中的表达水平及其与预后的关系

利用TCGA数据库进行表达和生存分析;在膀胱癌细胞系和临床样本中检测PPP2R2B表达(RT-qPCR、Western blot、IHC);进行GSEA富集分析。

2

体外细胞功能验证

验证PPP2R2B对膀胱癌细胞增殖、迁移和细胞周期的影响

在J82和T24细胞中敲低或过表达PPP2R2B,通过CCK-8、克隆形成、划痕愈合、Transwell迁移和流式细胞术检测细胞增殖、迁移和周期。

3

体外顺铂敏感性验证

验证PPP2R2B对膀胱癌细胞顺铂敏感性的影响及其与DNA修复的关联

在PPP2R2B敲低或过表达的细胞中检测顺铂IC50、DNA损伤水平(彗星实验)、细胞周期停滞和凋亡。

4

体内异种移植瘤模型验证

验证PPP2R2B在体内是否增强顺铂的抗肿瘤效果

将T24和UM-UC-3细胞(过表达PPP2R2B或空载体)皮下注射至BALB/c裸鼠,成瘤后随机分组并腹腔注射顺铂或溶剂,测量肿瘤体积和重量,并进行IHC分析。

5

鉴定PPP2R2B相互作用蛋白及ISG15功能验证

寻找PPP2R2B的相互作用蛋白并验证ISG15在PPP2R2B调控顺铂敏感性中的作用

通过Co-IP和质谱鉴定PPP2R2B结合蛋白;验证PPP2R2B与ISG15的相互作用;敲低或过表达ISG15观察其对DNA修复和顺铂敏感性的影响。

6

核质转运机制研究

验证PPP2R2B是否通过介导IPO5与ISG15结合促进ISG15核转位

预测PPP2R2B的NLS序列;通过Co-IP和免疫荧光验证三者的相互作用和共定位;构建NLS缺失突变体(2R2BΔNLS)检测其对ISG15核转位和表达的影响。

7

STING通路激活验证

验证PPP2R2B促进ISG15核转位后是否通过抑制DNA修复激活STING通路并上调ISG15表达

检测PPP2R2B敲低或过表达后STING通路蛋白(pTBK1、pIRF3、pSTING)和IFNB水平;敲低ISG15观察STING通路变化。

8

上游表观遗传调控机制研究

阐明PPP2R2B下调的上游机制并探索靶向治疗策略

通过ChIP检测PPP2R2B启动子区H3K9me3和SUV39H1富集;敲低SUV39H1观察PPP2R2B表达;使用chaetocin处理细胞和异种移植瘤模型,评估其恢复PPP2R2B表达和增强顺铂疗效的作用。

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
MEM培养基Gibco--
RPMI-1640培养基Gibco--
F-12K培养基Gibco--
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Excell--
顺铂MedChemExpressHY-17394
LB-100MedChemExpressHY-18597
毛壳素MedChemExpressHY-N2019
PPP2R2B抗体Abcamab157461
GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
β-微管蛋白抗体Proteintech10068-1-AP
磷酸化DNA-PKcs (Ser2056)抗体Abcamab124918
磷酸化ATR (Ser428)抗体CST2853
磷酸化ATM (Ser1981)抗体CST5883
ISG15抗体Proteintech15981-1-AP
抗磷酸化丝氨酸/苏氨酸抗体ECMbioPP2551
IPO5抗体Santa Cruzsc-55,527
LaminA/C抗体Proteintech10298-1-AP
STING通路抗体采样试剂盒CST38866
FLAG抗体SigmaF1804
HA抗体Proteintech51064-2-AP
STAT1抗体CST9172
pSTAT1抗体CST9167
组蛋白H3抗体Proteintech17168-1-AP
H3K9me3抗体Abcamab8898
SUV39H1抗体Sigma05-615
TRIzol试剂Thermo--
4×EZscript逆转录混合液IIEZBioscience--
2×SYBR Green qPCR预混液EZBioscience--
RIPA裂解液Beyotime--
蛋白酶抑制剂MedChemExpress--
磷酸酶抑制剂MedChemExpress--
BCA蛋白定量试剂盒Thermo--
PVDF膜Millipore--
二抗Proteintech--
ECL检测试剂Thermo--
Western和IP细胞裂解液Beyotime--
蛋白酶抑制剂混合物MedChemExpress--
磷酸酶抑制剂MedChemExpress--
抗FLAG磁珠Selleck--
Protein A/G磁珠Selleck--
Magna ChIP A/G试剂盒Millipore--
H3K27me3抗体Abcamab192985
BALB/c裸鼠GemPharmatech--

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
细胞系使用及培养基:J82和UM-UC-3用MEM,5637和T24用RPMI-1640,SV-HUC-1用F-12K,HEK-293T用DMEM;均添加10% FBS,5% CO2、37°C
阅读提示:Materials & methods, Clinical specimens and cell culture
体外功能实验
PPP2R2B敲低和过表达效率验证;细胞增殖、迁移、周期、凋亡检测条件
阅读提示:Results中相应小节及图2、图S2、图S7
药物处理
顺铂浓度(IC50测定)、处理时间(彗星实验、细胞周期和凋亡实验为24小时)
阅读提示:Results中相应小节及图2、图S3
Co-IP
抗体(anti-FLAG, anti-PPP2R2B等)及磁珠类型
阅读提示:Materials & methods, Co-IP assays
动物实验
小鼠品系(BALB/c裸鼠,4周龄雌性)、细胞接种量(3×10^6)、分组标准(肿瘤体积约100 mm^3)、给药方案(顺铂5 mg/kg每3天,chaetocin 0.5 mg/kg每日)、实验时长(4周)
阅读提示:Materials & methods, In vivo animal experiments
ChIP
抗体(H3K9me3、H3K27me3、SUV39H1)、引物位置(启动子区域每0.5 kb)
阅读提示:Materials & methods, ChIP assays;Results中相应小节及图8
统计分析
统计方法(t检验、单/双因素方差分析)、显著性标准(P<0.05)
阅读提示:Materials & methods, Statistics