COLEC12通过Toll样受体4激活的炎症调节骨肉瘤细胞凋亡

COLEC12 regulates apoptosis of osteosarcoma through Toll-like receptor 4-activated inflammation.

作者信息Guang-Zhang Li, Jian-Feng Deng, Ying-Zhao Qi, Ran Liu, Zhi-Xin Liu
PMID32822099
发布时间2020-11
DOI10.1002/jcla.23469

实验完整度

中

包含生物信息学分析、体外细胞实验(增殖、迁移、凋亡)和体内动物模型验证,并进行了机制探究(TLR4敲低),但缺乏类器官或患者样本等额外验证。

主要模型

Saos-2细胞(人骨肉瘤细胞系) Balb/c小鼠皮下移植瘤模型

重点核对

细胞系选择:Saos-2(人骨肉瘤细胞系)作为主要体外模型 慢病毒敲低序列:sh-COLEC12和sh-TLR4的具体序列 体内模型:4周龄雄性Balb/c小鼠皮下接种骨肉瘤细胞 分组方案:Con、sh-COLEC12、control-shCOLEC12、sh-TLR4、control-shTLR4 关键检测指标:肿瘤体积、肿瘤重量、凋亡水平、炎症因子表达

摘要

目的:探讨COLEC12在骨肉瘤中的作用,观察COLEC12敲低与骨肉瘤炎症之间的关系,并进一步探讨该过程是否受TLR4调控。方法:使用GEPIA和TCGA系统预测COLEC12的潜在功能。采用Western blot和RT‐PCR分析不同组织或细胞系中COLEC12的蛋白表达或mRNA水平。使用COLEC12敲低慢病毒观察骨肉瘤的发生和发展。在体内和体外探讨骨肉瘤的炎症指标。应用TLR4敲低慢病毒研究COLEC12与TLR4之间的关系。结果:SARC肿瘤组织中COLEC12的表达高于正常组织,且SARC患者中COLEC12高表达预后较差。成对基因相关分析揭示了COLEC12与TLR4之间的潜在关系。肿瘤或Saos‐2细胞中COLEC12的表达和mRNA水平增加。COLEC12敲低慢病毒在体内和体外均能抑制骨肉瘤的发展,通过减小肿瘤体积和重量,减弱肿瘤增殖、迁移和侵袭,并增强凋亡。此外,COLEC12敲低在体内和体外可通过诱导髓过氧化物酶(MPO)、TLR4、NF‐κB和C3及相关炎症因子的表达来增加骨肉瘤的炎症。最后,TLR4敲低慢病毒在体内和体外抑制COLEC12调控后的炎症进展。结论:COLEC12可能能够调节骨肉瘤的凋亡和炎症,TLR4可能是COLEC12在炎症中的下游靶因子。

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
COLEC12在骨肉瘤中的作用及其是否通过TLR4调节炎症和细胞凋亡。
核心机制
COLEC12敲低可能通过上调TLR4,激活NF-κB和C3信号通路,促进炎症因子释放,从而增强骨肉瘤细胞凋亡并抑制肿瘤发展。
主要证据
基于GEPIA和TCGA生物信息学分析、体外细胞实验(MTT、Transwell、流式细胞术)和体内小鼠模型,检测了COLEC12敲低对肿瘤增殖、凋亡及炎症因子表达的影响,并通过TLR4敲低慢病毒验证了TLR4的介导作用。
研究意义
为通过调节炎症治疗骨肉瘤提供了新策略。

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

生物信息学预测

预测COLEC12在骨肉瘤中的表达及其与TLR4的潜在关系。

使用GEPIA和TCGA系统分析COLEC12在SARC中的表达及预后,并利用String数据库进行蛋白互作分析及成对基因相关性分析。

2

体外细胞实验验证COLEC12功能

验证COLEC12对骨肉瘤细胞增殖、迁移、侵袭和凋亡的影响。

在Saos-2细胞中通过慢病毒敲低COLEC12,检测细胞活力(MTT)、细胞周期、迁移和侵袭(Transwell)、凋亡(流式细胞术)和相关蛋白表达(Western blot)。

3

体内动物模型验证COLEC12功能

验证COLEC12敲低对体内骨肉瘤生长和凋亡的影响。

皮下注射稳定敲低COLEC12的Saos-2细胞至Balb/c小鼠,构建移植瘤模型,测量肿瘤体积和重量,通过TUNEL染色和Western blot检测凋亡。

4

炎症相关检测

探索COLEC12敲低对骨肉瘤炎症的影响。

通过免疫荧光检测MPO表达,Western blot检测TLR4、NF-κB、IL-1β、IL-18、TNF-α、C3等炎症相关蛋白水平。

5

TLR4机制验证

验证TLR4是否介导COLEC12调节的炎症反应。

在COLEC12敲低基础上,使用TLR4敲低慢病毒,观察炎症相关蛋白(NF-κB、IL-1β、IL-18、TNF-α、C3)的表达变化。

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
hFOB细胞ProcellCL-0353
143B细胞ATCCCRL-8303
MG-63细胞ProcellCL-0157
Saos-2细胞ProcellCL-0202
HOS细胞ProcellCL-0360
抗COLEC12抗体Abcamab81136
抗BAX抗体Abcamab32503
抗BCL-2抗体Abcamab182858
抗裂解型caspase-3抗体Abcamab2302
抗裂解型PARP1抗体Abcamab2302
抗MPO抗体Abcamab9535
抗TLR4抗体Abcamab13556
抗NF-κB抗体BosterBM3940
抗IL-1β抗体Abcamab23437
抗IL-18抗体Abcamab71495
抗TNF-α抗体Abcamab1793
抗C3抗体Abcamab200999
抗β-actin抗体BosterM01263-2
辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔IgG(H+L)ABclonalAS014
辣根过氧化物酶标记的山羊抗小鼠IgG(H+L)ABclonalAS003
sh-COLEC12慢病毒GenePharma--
sh-TLR4慢病毒GenePharma--
ChemiDoc™ Touch成像系统Bio-Rad--
Image Lab 3.0软件Bio-Rad--
RNA提取试剂盒TaKaRa--
抗MPO抗体(1:200,ab3683)Abcamab3683
辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔IgG(1:100; AS014)ABclonalAS014
Nikon EclipseNi倒置显微镜NikonTE2000
二甲基亚砜----
GraphPad Prism 6.0GraphPad Software--
SPSS 19.0IBM--

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、培养基成分(DMEM+10%FBS、抗生素、非必需氨基酸、MEM维生素)
阅读提示:见Methods 2.1 细胞系和细胞培养
慢病毒敲低
敲低序列(sh-COLEC12和sh-TLR4)的序列构成;慢病毒转染浓度和时间(10 μL/孔、6小时、72小时)
阅读提示:见Methods 2.4 和表1、表2
动物模型
小鼠品系(Balb/c)、性别(雄性)、周龄(4周)、细胞注射方式(皮下)、分组(5组)、模型周期(20天)
阅读提示:见Methods 2.5 骨肉瘤小鼠模型
Western blot
蛋白上样量(40 μg)、SDS-PAGE浓度(12%)
阅读提示:见Methods 2.6 Western blot
免疫荧光
组织切片厚度(5 μm)、一抗稀释比例(anti-MPO 1:200)、孵育条件(4℃过夜)
阅读提示:见Methods 2.8 免疫荧光染色
流式细胞术
离心参数(1000 rpm,6分钟)、PBS清洗步骤
阅读提示:见Methods 2.10 流式细胞术
MTT实验
细胞接种密度(4×10^4/mL,200 μL/孔)、MTT浓度(20 μL/well)、DMSO溶解、检测波长(490 nm)
阅读提示:见Methods 2.11 MTT
Transwell迁移和侵袭
Matrigel预处理、孵育时间(37℃,1小时)
阅读提示:见Methods 2.12 Transwell迁移和侵袭实验