SIRT7和EZH2调控膀胱癌细胞顺铂耐药性的机制研究

Mechanistic insights into SIRT7 and EZH2 regulation of cisplatin resistance in bladder cancer cells.

作者信息Yudong Cao, Shuo Wang, Jinchao Ma, Mengping Long, Xiuli Ma, Xiao Yang, Yongpeng Ji, Xingxing Tang, Jia Liu, Chen Lin, Yong Yang, Peng Du
PMID39719443
发布时间2024-12
DOI10.1038/s41419-024-07321-1

实验完整度

包含临床样本分析、体外细胞功能实验、机制验证(ChIP、CO-IP)及体内动物模型,多层级验证。

主要模型

膀胱癌组织样本(126例) UMUC3细胞系 TCCSUP细胞系 Balb/c裸鼠皮下移植瘤模型

重点核对

SIRT7和EZH2表达水平与临床病理特征及预后的关系 SIRT7 siRNA和EZH2 siRNA敲低效率及对RND3表达的影响 CDDP处理浓度及时间(0-16μM, 72小时) RND3启动子区域H3K18ac和H3K27me3水平变化 体内实验中shRNA慢病毒及CDDP给药方案(3mg/kg)

摘要

顺铂(CDDP)耐药已被证实显著影响膀胱癌(BCa)的治疗。另一方面,SIRT7和EZH2在膀胱癌发展中的关键调控作用已众所周知。在此,探讨了SIRT7和EZH2在膀胱癌CDDP耐药中的协同调控作用及其潜在机制。使用免疫组织化学(IHC)和蛋白质印迹(WB)分析评估了膀胱癌组织、正常输尿管上皮细胞和膀胱癌细胞系中SIRT7/EZH2和RND3的表达水平。此外,使用CCK-8测定、平板克隆形成测定和流式细胞术分析评估了不同处理对UMUC3细胞增殖和CDDP敏感性的影响。此外,使用ChIP-qPCR测定、CO-IP测定和IP测定分别检测了RND3基因启动子区域H3K18ac和H3K27me3的水平、SIRT7和EZH2的结合能力以及EZH2蛋白的琥珀酰化水平。此外,使用将UMUC3细胞皮下注射到Balb/c裸鼠中建立的膀胱癌小鼠模型进行了体内实验。根据结果,SIRT7与膀胱癌细胞对铂类化疗和CDDP的敏感性相关。具体而言,SIRT7可以结合RND3启动子,下调H3K18ac和RND3,最终导致UMUC3细胞CDDP敏感性增加。此外,EZH2 siRNA可以降低RND3启动子中的H3K27me3水平,上调RND3。总体而言,在RND3基因的启动子区域,SIRT7上调H3K27me3,EZH2下调H3K18ac,导致膀胱癌细胞中RND3表达和CDDP敏感性下降。此外,SIRT7降低EZH2蛋白的琥珀酰化,导致EZH2介导的RND3下调。因此,靶向SIRT7和EZH2可能是增强膀胱癌治疗中CDDP疗效的可行方法。

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
SIRT7和EZH2如何协同调控膀胱癌细胞对顺铂的耐药性?
核心机制
SIRT7和EZH2分别通过降低RND3启动子区域的H3K18ac和增加H3K27me3水平,协同抑制RND3表达,从而降低膀胱癌细胞CDDP敏感性。SIRT7与EZH2蛋白结合,减少EZH2的琥珀酰化,促进EZH2在RND3启动子的富集。
主要证据
通过IHC和WB检测临床样本及细胞系中SIRT7/EZH2/RND3表达;CCK-8、克隆形成和流式细胞术评估细胞增殖和凋亡;ChIP-qPCR检测组蛋白修饰;CO-IP和IP验证蛋白相互作用及琥珀酰化;体内裸鼠模型验证联合敲低效果。
研究意义
靶向SIRT7和EZH2可能成为增强膀胱癌CDDP疗效的可行治疗策略。

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

临床样本关联分析

探究SIRT7和RND3表达与膀胱癌患者铂类化疗疗效及预后的关系。

收集126例MIBC患者术后组织,进行IHC检测SIRT7和RND3表达,结合临床病理特征和生存数据进行统计分析。

2

细胞系表达谱及药物敏感性评估

确定SIRT7和EZH2在膀胱癌细胞系中的基础表达水平及其与CDDP敏感性的关系。

通过WB检测多种膀胱癌细胞系中SIRT7和EZH2蛋白水平,并用CCK-8测定各细胞系对CDDP的IC50值,进行相关性分析。

3

体外基因敲低/过表达功能验证

验证SIRT7或EZH2敲低对膀胱癌细胞增殖、凋亡和CDDP敏感性的影响。

在UMUC3细胞中转染SIRT7 siRNA、EZH2 siRNA或RND3 siRNA,单独或联合CDDP处理,通过CCK-8、克隆形成和流式细胞术检测细胞活力、集落形成和凋亡。

4

表观遗传机制解析

阐明SIRT7和EZH2在RND3启动子区域的表观遗传修饰调控机制。

利用ChIP-qPCR检测SIRT7和EZH2在RND3启动子的富集及H3K18ac和H3K27me3水平;通过CO-IP和IP验证SIRT7与EZH2的相互作用及EZH2蛋白质琥珀酰化水平;并用succinyl-CoA处理验证其对修饰的调控。

5

体内动物模型验证

在体内验证靶向SIRT7和EZH2对膀胱癌CDDP敏感性的增强作用。

将UMUC3细胞皮下注射入Balb/c裸鼠,成瘤后瘤内注射shRNA慢病毒(靶向SIRT7和/或EZH2)并腹腔注射CDDP,测量肿瘤体积和重量,并用IHC检测肿瘤组织中SIRT7、EZH2和RND3的表达。

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
SIRT7抗体ServicebioGB11355-100
EZH2抗体ServicebioGB12272-100
RND3抗体EpigentekA-6168-100
山羊抗兔IgG (H+L) HRPAffinityS0001
DAB显色液BiosharpBL732A
Harris苏木素BiosharpBL702B
显微镜OlympusBX53
胎牛血清Procell164210-50
青霉素-链霉素ProcellPB180120
Ham's F-12K培养基ProcellPM150910
McCoy's 5A培养基ProcellPM150710
MEM培养基(含NEAA)ProcellPM150410
Leibovitz's L-15培养基ProcellPM151010
RPMI-1640培养基ProcellPM150110
Lipofectamine 2000----
opti-MEM----
胰蛋白酶----
顺铂Sigma232120
CCK-8试剂MCEHY-K0301
酶标仪Thermo FisherMultiskan
Wright-Giemsa复合染色液SolarbioG1020
AnnexinV-FITC/PI细胞凋亡检测试剂盒Nanjing KGA BiotechKGA108
流式细胞仪BECKMANCytoFLEX
TRIzolThermo Fisher--
NanoDrop ND-1000NanoDrop--
Bioanalyzer 2100Agilent--
Illumina Novaseq 6000Illumina--
RNA提取试剂盒BeyotimeR0017S
RevertAid第一条链cDNA合成试剂盒ThermoK1622
SYBR Green qPCR MasterRoche4943914001-SR
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0012S
SIRT7抗体Abcamab259968
EZH2抗体Abcamab191250
RND3抗体Abcamab171799
抗乙酰赖氨酸抗体Abcamab21623
抗琥珀酰赖氨酸抗体PTMPTM-419
GAPDH抗体Abcamab8245
HRP标记的山羊抗兔二抗BosterBA1054
ECL试剂盒BeyotimeP0018
ChIP检测试剂盒BeyotimeP2078
IgG抗体Abcamab216352
SIRT7抗体Abcamab259968
H3K18ac抗体Abcamab40888
EZH2抗体Abcamab307646
H3K27me3抗体Abcamab6002
琼脂糖蛋白A+G珠子----
蛋白A/G珠子----
琥珀酰辅酶A----
Balb/c裸鼠Hubei Biont Biotechnology Co, Ltd--

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
临床样本分析
患者纳入标准(病理分期、化疗方案、随访信息)、SIRT7和RND3 IHC评分标准及分组阈值、生存分析统计方法
阅读提示:Methods: Clinical sample acquisition, Immunohistochemistry; Results: The sensitivity of BCa patients...
细胞培养
细胞系来源及培养基条件、FBS和P/S浓度、培养温度、CO2浓度和传代比例
阅读提示:Methods: Cell culture
基因敲低/过表达
siRNA序列、转染试剂及用量、细胞密度、转染时间(48小时)、质粒构建来源
阅读提示:Methods: Cell transfection
CDDP处理及细胞活力检测
CDDP浓度系列、处理时间(72小时)、CCK-8孵育时间、检测波长(450 nm)
阅读提示:Methods: Cell Counting Kit-8 (CCK-8)
ChIP-qPCR
细胞固定条件(甲醛浓度、时间)、染色质片段大小(200-500 bp)、抗体及用量、qPCR引物序列
阅读提示:Methods: Chromatin immunoprecipitation (ChIP) detection
体内动物实验
小鼠品系、周龄、性别、饲养条件(光照周期、温度)、细胞注射数量及部位、给药方式(瘤内/腹腔)、CDDP剂量、实验终点(28天)
阅读提示:Methods: Animal tumorigenesis; Results: Inhibiting SIRT7 and EZH2 expression...in vivo