炎症相关基因ADH1A调控巨噬细胞M1极化并影响胃癌的恶性进展

Inflammation-Related Gene ADH1A Regulates the Polarization of Macrophage M1 and Influences the Malignant Progression of Gastric Cancer.

作者信息Jun Ma, Yongkang Shi, Qiliang Lu, Dongsheng Huang
PMID39045532
发布时间2024-07-12
DOI10.2147/JIR.S452670

实验完整度

中

包含生物信息学分析(差异分析、PPI、免疫浸润等)和细胞水平实验(qRT-PCR、WB、功能实验、共培养),但缺乏动物模型和临床样本验证。

主要模型

胃癌细胞系AGS 胃癌细胞系HGC-27 人胃黏膜上皮细胞GES-1 单核细胞系THP-1分化而来的巨噬细胞

重点核对

ADH1A在AGS和HGC-27细胞中的过表达 8-Br-cGMP(cGMP/PKG通路激动剂)处理HGC-27+oe-ADH1A细胞 THP-1细胞与GC细胞上清共培养以检测巨噬细胞极化 qRT-PCR验证hub基因表达 Western blot检测ADH1A及cGMP/PKG通路蛋白

摘要

背景:胃癌(GC)是起源于胃黏膜上皮的恶性肿瘤,GC患者治疗后存活率低,预后不良。肿瘤微环境中的炎症反应在GC进展中起重要作用。方法:我们从GEO、TCGA和MSigDB数据库下载了GC相关数据集和炎症相关基因,进行了差异分析、蛋白质-蛋白质相互作用分析、免疫浸润分析和Lasso分析,以筛选影响GC进展的炎症相关hub基因,并进行了qRT-PCR验证。为了探讨ADH1A的作用,我们构建了过表达质粒,用cGMP/PKG通路激动剂8-Br-cGMP处理GC细胞,并使用CCK8、EdU、Transwell、划痕实验等检测细胞功能。在此基础上,将GC细胞与单核细胞THP-1共培养,探讨ADH1A对巨噬细胞极化的影响。结果:ADH1A在GC细胞中显著降低,其表达趋势与生物信息学分析结果一致。因此,我们选择ADH1A进行后续功能验证。在GC细胞中过表达ADH1A揭示了ADH1A抑制GC细胞的活性、增殖、迁移和侵袭,促进凋亡和IL-6、IFN-γ、CCL5和CSF2的分泌,并促进巨噬细胞向促炎性M1表型转化。ssGSEA结果提示ADH1A可能参与cGMP/PKG信号通路,且cGMP/PKG信号通路相关蛋白表达发生显著变化。在ADH1A过表达的GC细胞中使用cGMP/PKG信号通路激动剂8-Br-cGMP证实了ADH1A抑制cGMP/PKG信号通路的能力,从而抑制GC的恶性进展并促进巨噬细胞向促炎性M1表型转化。结论:ADH1A能够通过cGMP/PKG信号通路影响GC的恶性进展和巨噬细胞向促炎性M1表型的转化。

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
探讨炎症相关基因ADH1A在胃癌恶性进展及巨噬细胞M1极化中的作用及其潜在机制。
核心机制
ADH1A通过抑制cGMP/PKG信号通路,从而抑制胃癌细胞的恶性进展并促进巨噬细胞向促炎性M1表型转化。
主要证据
在AGS和HGC-27细胞中过表达ADH1A后,细胞活性、增殖、迁移和侵袭能力下降,凋亡增加,IL-6、IFN-γ、CCL5和CSF2分泌增加,巨噬细胞M1比例升高;使用8-Br-cGMP激活cGMP/PKG通路后,上述效应被逆转。
研究意义
为胃癌提供新的免疫治疗靶点,并建立相应的科学理论依据。

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

生物信息学筛选炎症相关hub基因

从公共数据库中筛选影响胃癌进展的炎症相关关键基因。

从TCGA和GEO下载胃癌相关数据集,与MSigDB炎症相关基因取交集,进行差异分析、PPI分析、Lasso回归等,最终筛选出7个hub基因,包括ADH1A。

2

验证hub基因在胃癌细胞中的表达

验证筛选出的hub基因在胃癌细胞系中的表达水平。

通过qRT-PCR检测MYOC、ADH1A、NPY和GFRA2在胃癌细胞系AGS、HGC-27、SNU-16和正常胃上皮细胞GES-1中的表达,并用Western blot验证ADH1A蛋白水平。

3

过表达ADH1A对胃癌细胞功能的影响

探究ADH1A过表达对胃癌细胞活性、增殖、迁移、侵袭、凋亡及细胞因子分泌的影响。

在AGS和HGC-27细胞中过表达ADH1A,通过CCK-8、EdU、Transwell、划痕实验、TUNEL检测细胞功能,并通过ELISA检测IL-6、IFN-γ、CCL5和CSF2的分泌。

4

ADH1A对巨噬细胞M1极化的影响

探究ADH1A过表达的胃癌细胞是否影响巨噬细胞向M1表型极化。

收集过表达ADH1A的胃癌细胞上清,与THP-1来源的巨噬细胞共培养,通过流式细胞术和qRT-PCR检测M1巨噬细胞标志物CD86的比例和表达。

5

ADH1A通过cGMP/PKG信号通路影响胃癌恶性进展及巨噬细胞极化

验证ADH1A是否通过cGMP/PKG信号通路发挥作用。

用8-Br-cGMP处理ADH1A过表达的HGC-27细胞,检测cGMP/PKG通路蛋白表达、细胞功能及巨噬细胞极化情况。

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
Ham's F-12培养基PricellaPM150810
RPMI-1640培养基PricellaPM150110
胎牛血清Pricella164210-50
佛波醇12-肉豆蔻酸酯13-乙酸酯Sigma--
ADH1A腺病毒Sangon Biotech--
SuperScript™ VILO™ cDNA合成试剂盒Invitrogen11754050
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0012S
ADH1A抗体InvitrogenPA5-78730
PKG1抗体Proteintech21646-1-AP
PKG2抗体Proteintech55138-1-AP
pVASP抗体Cell Signaling Technology3111
VASP抗体Cell Signaling Technology3132
GAPDH抗体--5174
人IL-6 ELISA试剂盒BeyotimePI325
人IFN-γ ELISA试剂盒BeyotimePI511
人cGMP ELISA试剂盒jonlnJL11898-96T
CCK-8试剂BeyotimeC0037
EdU试剂盒BeyotimeC0071S
TUNEL凋亡检测试剂盒BeyotimeC1091
纯化抗人CD86抗体Biolegend374202

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
细胞系来源和培养基条件,包括AGS、HGC-27、SNU-16、GES-1的培养基于血清浓度
阅读提示:Methods中的Cell Culture部分
基因过表达
细胞接种密度(1.2×10^5/孔)、腺病毒感染时间(24小时)和后续DMEM培养时间(12小时)
阅读提示:Methods中的Overexpression of ADH1A部分
巨噬细胞极化实验
THP-1细胞用PMA浓度(100 ng/mL)处理时间(24小时),共培养使用GC细胞上清
阅读提示:Methods中的Macrophage Culture and Establishment of Co-Culture Systems部分
cGMP/PKG通路验证
cGMP/PKG通路激动剂8-Br-cGMP的处理浓度和时间,文中未明确说明
阅读提示:Results中ADH1A Affects the Malignant Progression of GC Through the cGMP-PKG Signaling Pathway部分