AC099850.3通过调控CD276促进HBV-HCC细胞增殖和侵袭:索拉非尼与免疫检查点联合治疗的新策略

AC099850.3 promotes HBV-HCC cell proliferation and invasion through regulating CD276: a novel strategy for sorafenib and immune checkpoint combination therapy.

作者信息Aoxiao He, Zhihao Huang, Qian Feng, Shan Zhang, Fan Li, Dan Li, Hongcheng Lu, Jiakun Wang
PMID39217342
发布时间2024-08-31
DOI10.1186/s12967-024-05576-y

实验完整度

包含TCGA生物信息学分析、体外细胞功能验证(CCK-8、Transwell等)、动物皮下移植瘤及原位瘤模型等多个独立证据层级,并进行了机制恢复实验。

主要模型

HepG2.2.15细胞 HBV-HCC皮下移植瘤裸鼠模型 HBV-HCC原位瘤NOD-SCID小鼠模型 TCGA HBV-HCC患者队列

重点核对

HepG2.2.15细胞培养条件(MEM+10%FBS+380μg/mL G418+1%P/S) siRNA序列及转染效率(AC099850.3-siRNA2和CD276-siRNA2) 皮下移植瘤模型:C57BL/6N裸鼠,5×10^6细胞皮下注射,3周后检测 原位瘤模型:NOD-SCID小鼠,1×10^6细胞肝内注射,siRNA剂量2.5mg/kg,SF剂量10mg/kg CC@AC&SF@PP NPs的pH响应释放特性(pH6.5释药率88-94%)

摘要

背景:本研究探讨了负载AC099850.3 siRNA和索拉非尼(SF)的CC@AC&SF@PP纳米颗粒改善乙型肝炎病毒相关肝细胞癌(HBV-HCC)的分子机制。方法:从TCGA数据库中选择44例HBV-HCC患者及其生存信息的数据集。使用ImmPort数据库和WGCNA分析鉴定与生存状态相关的免疫基因。使用Lasso回归构建预后风险模型并进行评估。通过差异分析筛选关键基因,并使用Kaplan–Meier生存曲线、ROC分析、CIBERSORT分析和相关性分析验证其对HBV-HCC的显著性和预测准确性。计算AC099850.3与基因表达矩阵的相关性,随后使用AC099850.3及其共表达基因进行GO和KEGG富集分析。选择HepG2.2.15细胞进行体外验证,并进行慢病毒干扰、细胞周期测定、CCK-8实验、集落形成实验、Transwell实验、划痕实验和流式细胞术以研究关键基因对HepG2.2.15细胞的影响。构建小鼠皮下移植瘤模型以验证关键基因对HBV-HCC肿瘤的抑制作用。随后,制备了pH触发的药物释放NPs(CC@AC&SF@PP),并研究了其对HBV-HCC原位荷瘤小鼠的治疗效果。结果:通过生物信息学分析构建了预后风险模型(AC012313.9、MIR210HG、AC099850.3、AL645933.2、C6orf223、GDF10),在诊断预测中显示出良好的敏感性和特异性。AC099850.3被确定为关键基因,富集分析显示其对细胞周期通路的影响。体外细胞实验表明,AC099850.3通过调节免疫检查点CD276的表达和细胞周期进程促进HepG2.2.15细胞增殖和侵袭。在体内,皮下移植瘤实验表明AC099850.3促进裸鼠HBV-HCC肿瘤的生长。此外,成功制备了负载AC099850.3 siRNA和SF的pH触发药物释放NPs(CC@AC&SF@PP),并将其递送至原位HBV-HCC,增强了HBV-HCC联合治疗的效果。结论:AC099850.3通过上调免疫检查点CD276的表达加速细胞周期进程,促进HBV-HCC的发生和发展。负载AC099850.3 siRNA和SF的CC@AC&SF@PP NPs提高了HBV-HCC联合治疗的效果。

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
AC099850.3在HBV-HCC中的功能及其调控CD276的机制,以及负载AC099850.3 siRNA和索拉非尼的pH响应纳米粒的联合治疗效果。
核心机制
AC099850.3通过上调免疫检查点CD276的表达,加速细胞周期进程,从而促进HBV-HCC细胞的增殖和侵袭。
主要证据
生物信息学分析显示AC099850.3与CD276正相关;体外实验敲低AC099850.3或CD276导致G2/M期阻滞、增殖和侵袭能力下降,而回补CD276可逆转;体内实验敲低AC099850.3抑制肿瘤生长,过表达CD276则恢复。
研究意义
本研究为HBV-HCC提供了新的预后标志物和治疗靶点,并展示了CC@AC&SF@PP纳米粒联合基因治疗和化疗的潜力,为临床转化提供了参考。

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

生物信息学筛选与模型构建

识别与HBV-HCC预后相关的免疫基因,构建预后风险模型并筛选关键基因。

使用TCGA数据库的44例HBV-HCC样本,通过WGCNA、LASSO Cox回归构建六基因预后模型,并通过KM生存曲线和ROC曲线验证。差异分析筛选出AC099850.3作为关键基因。

2

AC099850.3功能富集分析

探索AC099850.3及其共表达基因在HBV-HCC中的潜在功能通路。

通过相关性分析(R>0.7, P<0.001)获得727个共表达基因,进行GO和KEGG富集分析。

3

体外细胞实验验证AC099850.3/CD276功能

验证AC099850.3通过CD276调节HepG2.2.15细胞增殖、侵袭和细胞周期。

使用siRNA敲低AC099850.3或CD276,并通过过表达CD276进行回补实验,检测细胞周期、增殖、凋亡、迁移和侵袭能力。

4

皮下移植瘤模型验证体内作用

在体内验证AC099850.3/CD276对HBV-HCC肿瘤生长的影响。

将不同处理的HepG2.2.15细胞注射到裸鼠皮下,3周后取瘤称重,检测相关蛋白和凋亡。

5

CC@AC&SF@PP纳米粒的制备与表征

制备并表征pH响应共递送AC099850.3 siRNA和SF的纳米粒,评估其药物释放特性。

通过单乳液法制备SF@PP NPs,静电吸附siRNA,CMCS包覆得到CC@AC&SF@PP,并通过TEM、DLS、Zeta电位、UV-Vis、HPLC等表征。

6

原位瘤模型评估联合治疗效果

评估CC@AC&SF@PP NPs在原位HBV-HCC肿瘤模型中的靶向递送和抗肿瘤效果。

建立原位瘤模型,分6组给药,通过生物发光成像监测肿瘤生长,并通过RT-qPCR、Western blot、IHC、HE、TUNEL评估效果。

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
MEM培养基Procell--
胎牛血清----
遗传霉素----
青霉素-链霉素----
HepG2/2.2.15专用培养基ProcellCM-0594
Lipofectamine 2000转染试剂ThermoFisher11668-019
Opti-MEM培养基ThermoFisher31985070
碘化丙啶MCEHY-D0815
核糖核酸酶----
CCK-8试剂ApexbioK1018
吉姆萨染液BeyotimeC0131
基质胶BD Biosciences354234
Annexin V-FITC凋亡染色/检测试剂盒Abcamab14085
BCA蛋白定量试剂盒SigmaBCA1-1KT
抗GAPDH抗体Abcamab9485
抗CD276抗体Abcamab105922
山羊抗兔HRP二抗Abcamab6721
抗CD276抗体Abcamab219648
山羊抗兔IgG二抗Abcamab6721
链霉亲和素-生物素复合物SolarbioSA0041
DAB显色试剂SolarbioDA1010
组织RNA提取试剂盒ThermoFisher12183018A
细胞RNA提取试剂盒ThermoFisher12183020
第一链cDNA合成试剂盒FermentasK1622
Fast SYBR Green PCR试剂盒Applied Biosystems--
ABI PRISM 7500实时荧光定量PCR仪Applied Biosystems--
索拉非尼MCEHY-10201
mPEG5K-PAE10K聚合物西安齐岳生物科技有限公司Q-0265422
羧甲基壳聚糖SolarbioC9400
氯仿国药集团--
甲醇国药集团--
D-荧光素钾盐MCEHY-12591B
DEPC水MCEHY-156262
Amicon Ultra-15超滤管SigmaUFC900324
针头式过滤器Millipore--
醋酸铀----
JEM-2100F透射电子显微镜JEOL--
紫外-可见分光光度计中国AOE仪器--
Zetasizer Nano ZS90粒径分析仪Malvern--
透析袋(14 kDa MWCO)上海茂康生物科技有限公司MP1719-5 M
Cy3标记的AC099850.3 siRNA----
Cy5标记的AC099850.3 siRNA----
IVIS Lumina XRMS小动物活体成像系统PerkinElmerCLS136340
OCT包埋剂----
Hoechst 33342核染料----
伊红国药集团71014544
乙醇国药集团10009218
二甲苯国药集团10023418
中性树胶国药集团10004160
细胞凋亡检测试剂盒SolarbioT2190
DAPI染色液BeyotimeC1002
组织蛋白提取试剂盒SolarbioEX2171
细胞蛋白提取试剂盒SolarbioEX2170
PVDF膜EMD Millipore--
增强化学发光系统ThermoFisheriBright FL1500
无菌移液枪头----

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
HepG2.2.15细胞培养基成分(MEM+10%FBS+380μg/mL G418+1%P/S)及培养条件
阅读提示:Methods - In vitro cell culture
细胞转染
转染试剂(Lipofectamine 2000)用量、siRNA序列及浓度(50ng/mL质粒)、转染时间
阅读提示:Methods - Cell treatment and grouping
细胞周期分析
PI染色浓度(50μg/mL)、RNase浓度(10μg/mL)、染色时间
阅读提示:Methods - Cell cycle analysis
皮下移植瘤模型
小鼠品系、周龄、体重,细胞注射量(5×10^6/0.2mL),肿瘤测量时间(3周)
阅读提示:Methods - Subcutaneous transplanted tumor experiment in mice
原位瘤模型
小鼠品系(NOD-SCID)、细胞注射量(1×10^6),给药剂量(siRNA 2.5mg/kg,SF 10mg/kg),给药时间(第1,4,7,10,13天)
阅读提示:Methods - HBV-HCC in situ tumor model
纳米粒制备
SF@PP NPs制备参数(单乳液法、超声功率275W、时间4min)及siRNA/SF/CMCS质量比(40:4:1:1)
阅读提示:Methods - Preparation of SF@PP NPs, AC&SF@PP NPs, CC@AC&SF@PP NPs
药物释放
pH值(6.5和7.4)、温度37℃、转速150rpm、取样时间点
阅读提示:Methods - In vitro drug release study