PTBP1在胃癌的发展中发挥重要作用

PTBP1 plays an important role in the development of gastric cancer.

作者信息Zewen Chu, Miao Zhu, Yuanyuan Luo, Yaqi Hu, Xinyi Feng, Haibo Wang, Masataka Sunagawa, Yanqing Liu
PMID37670313
发布时间2023-09-05
DOI10.1186/s12935-023-03043-0

实验完整度

包含体外细胞实验、体内动物模型(PTBP1 Cas9-KO小鼠)及临床组织芯片验证,且有功能验证和机制验证。

主要模型

胃癌细胞系AGS和MKN-28 PTBP1 Cas9-KO小鼠模型 BALB/c裸鼠异种移植瘤模型 胃癌患者组织芯片

重点核对

PTBP1敲低序列及转染效率验证(Western blot和荧光显微镜) PTBP1 Cas9-KO小鼠模型构建及基因型验证(PCR和测序) 异种移植实验中细胞接种量(1.5×10^7/mL)及Matrigel比例(1:8) 细胞周期分析中G1期和S期细胞比例变化 免疫组化中Ki-67和F-actin的表达水平

摘要

背景:多聚嘧啶区结合蛋白1(PTBP1)已被发现在各种肿瘤的发生和发展中发挥重要作用。目前,PTBP1在胃癌(GC)中的作用仍然未知,值得进一步研究。方法:我们使用生物信息学分析PTBP1在GC患者中的表达。使用细胞增殖相关实验检测PTBP1敲低后的细胞增殖。使用骨架染色、扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察肌动蛋白骨架的变化。通过Western Blots检测增殖和肌动蛋白骨架重塑信号通路。通过皮下肿瘤移植进一步检测PTBP1与胃癌细胞增殖的关系。最后,使用来自临床样本的组织芯片进一步探讨PTBP1在胃癌患者中的表达及其与预后的相关性。结果:通过生物信息学研究,我们发现PTBP1在GC患者中高表达,并与不良预后相关。细胞增殖和周期分析表明,PTBP1下调能显著抑制细胞增殖。细胞增殖检测相关实验结果表明,PTBP1下调能抑制GC细胞的分裂和增殖。此外,细胞肌动蛋白骨架形态的变化显示,PTBP1下调抑制了GC细胞中的肌动蛋白骨架重塑。Western Blots显示,PTBP1可以调节增殖和肌动蛋白骨架重塑信号通路。此外,我们构建了PTBP1 Cas9-KO小鼠模型,并进行了异种移植实验,进一步证实PTBP1下调可以抑制GC细胞的增殖。最后,使用组织芯片进一步验证了PTBP1与GC患者不良预后的密切相关性。结论:我们的研究首次证明PTBP1可能通过调节肌动蛋白骨架重塑来影响GC细胞的增殖。此外,PTBP1与肌动蛋白骨架重塑和增殖信号通路密切相关。我们推测PTBP1可能是治疗GC的潜在靶点。

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
PTBP1在胃癌中的表达及其对胃癌细胞增殖的作用和机制尚不清楚,本研究旨在探讨PTBP1是否通过调节肌动蛋白骨架重塑影响胃癌细胞增殖。
核心机制
PTBP1可能通过调节肌动蛋白骨架重塑信号通路(包括ERM、VASP、cofilin磷酸化)来影响胃癌细胞的增殖和凋亡。
主要证据
体外敲低PTBP1抑制胃癌细胞增殖、克隆形成、迁移,并改变肌动蛋白骨架(F-actin减少、微丝紊乱);体内PTBP1 Cas9-KO小鼠模型抑制异种移植瘤生长;临床组织芯片显示PTBP1高表达与不良预后相关。
研究意义
PTBP1可能是胃癌治疗的潜在靶点,对胃癌的诊断和治疗具有潜在意义。

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

生物信息学分析PTBP1表达及预后关联

分析PTBP1在胃癌患者中的表达水平及其与预后的相关性。

使用GEPIA分析TCGA数据库中PTBP1在胃癌和正常组织中的表达,并用Kaplan-Meier Plotter生成生存曲线,分析PTBP1与EMT和肌动蛋白骨架重塑相关基因的相关性。

2

PTBP1敲低对胃癌细胞增殖的影响

验证PTBP1敲低是否抑制胃癌细胞增殖。

在AGS和MKN-28细胞中转染PTBP1 shRNA慢病毒,通过CCK-8、EdU、细胞周期分析、克隆形成和伤口愈合实验检测细胞增殖和迁移。

3

高内涵分析动态观测细胞分裂和运动

动态观察PTBP1敲低后胃癌细胞的分裂和运动能力变化。

使用PerkinElmer Operetta CLS高内涵成像系统,结合Harmony 4.1软件跟踪细胞分裂、面积、运动轨迹,分析累积距离、位移和平均速度。

4

肌动蛋白骨架形态观察

验证PTBP1敲低是否影响肌动蛋白骨架重塑。

通过F-actin染色、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察细胞形态和微丝结构,并用Western blot和免疫荧光检测Paxillin表达。

5

信号通路蛋白表达检测

检测PTBP1敲低对增殖和肌动蛋白骨架重塑信号通路的影响。

提取总蛋白和细胞骨架蛋白,通过Western blot检测增殖标志物(Ki-67, PCNA)、凋亡相关蛋白(Bcl-2, Bax, Cleaved-Caspase3)以及肌动蛋白重塑相关蛋白(ERM, VASP, Cofilin)的磷酸化水平。

6

体内异种移植和PTBP1敲除小鼠模型验证

在体内验证PTBP1敲低或敲除对胃癌细胞增殖的影响。

构建PTBP1 Cas9-KO小鼠模型,并利用该小鼠或裸鼠进行皮下异种移植实验,通过动物活体成像检测肿瘤荧光强度,称重肿瘤,并进行免疫组化检测Ki-67和F-actin。

7

组织芯片验证PTBP1表达和预后

在临床样本中验证PTBP1表达及其与预后的关系。

使用胃癌组织芯片(95例),通过多重免疫荧光染色检测PTBP1和CK表达,并基于临床数据做Kaplan-Meier生存分析和Cox回归分析。

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HyCloneCat. no. SH30809.01
胎牛血清TransGen BiotechFS301
胰酶消化液Beyotime BiotechnologyC0201
培养皿Corning150,464
编码靶向PTBP1 siRNA的慢病毒载体Shanghai Genechem Co., Ltd.--
对照慢病毒CON207Shanghai Genechem Co., Ltd.--
HitransG转染试剂Shanghai Genechem Co., Ltd.--
CCK-8细胞增殖检测试剂盒Abcamab228554
BeyoClick™ EdU细胞增殖检测试剂盒Beyotime BiotechnologyC0078S
细胞周期检测试剂盒ServicebioG1700
磷酸盐缓冲液Beyotime BiotechnologyC0221A
TRITC标记的鬼笔环肽MerckFAK100
细胞蛋白裂解液Beyotime BiotechnologyP0013
亚细胞结构蛋白提取试剂盒Sangon BiotechC500073
5×上样缓冲液Beyotime BiotechnologyP0015
PVDF膜MerckISEQ00010
Ki-67抗体Abcamab16667
PCNA抗体CST13110
Bcl-2抗体CST4223
Bax抗体CST41162
Cleaved-Caspase3抗体CST9661
PTBP1抗体Invitrogen32-4800
肌动蛋白重组抗体套装CST9967T
Paxillin抗体Abcamab32084
β-actin抗体Abcamab8227
抗兔IgG HRP标记二抗CST7074P2
抗鼠IgG HRP标记二抗CST7076P2
超敏ECL化学发光试剂盒NCM BiotechP10100
Gel Doc XR+凝胶成像系统Bio-Rad--
山羊抗兔IgG H&L (Alexa Fluor® 488)Abcamab150077
山羊抗小鼠IgG H&L (Alexa Fluor® 647)Abcamab150115
Hoechst 33342染料Beyotime BiotechnologyC1025
基质胶Corning354262
免疫组化试剂盒Absinabs996
F-actin抗体Abcamab205
Opal染料稀释液PerkinElmerNEL801001KT
CK抗体AbcartaPA125

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(AGS和MKN-28)、培养基(RPMI 1640+10%FBS)、培养条件(5% CO2, 37℃)
阅读提示:Methods: Cell lines
基因敲低
慢病毒载体序列(LV-PTBP1-RNAi)、转染试剂(HitransG)、转染时间(未明确)
阅读提示:Methods: Construction of lentiviral vector and lentiviral transfection
细胞增殖实验
CCK-8检测时间点(24,48,72,96,120h)、每孔细胞数(3000)、EdU标记时间(未明确)
阅读提示:Methods: CCK-8 assay, EdU cell proliferation assay
细胞周期分析
细胞固定(75%乙醇,4℃ 30min)、染色液(G1700)、孵育条件(37℃ 30min 避光)、流式细胞仪激发波长(488nm)
阅读提示:Methods: Cell cycle analysis
肌动蛋白骨架观察
F-actin染色使用TRITC-鬼笔环肽(FAK100)、SEM和TEM样品制备步骤、Paxillin检测抗体(ab32084)
阅读提示:Methods: Cytoskeleton staining, Scanning electron microscopy, Transmission electron microscopy
信号通路检测
总蛋白和骨架蛋白提取试剂盒、抗体列表(包括p-ERM、p-VASP、p-cofilin)、ECL试剂盒(P10100)
阅读提示:Methods: Western blot analysis and cytoskeletal protein extraction
体内实验
小鼠品系(BALB/c裸鼠、C57BL/6J)、细胞接种数(1.5×10^7/mL)和体积(0.2ml)、Matrigel比例(1:8)、观察时间(21天)
阅读提示:Methods: Xenograft assays and animal living imaging technology
临床样本验证
组织芯片来源和编号(HStmA180Su17)、多重免疫荧光染色步骤、PTBP1和CK抗体(32-4800、PA125)、生存分析统计方法
阅读提示:Methods: Tissue microarray of GC