SUCLG1促进丛状神经纤维瘤中的有氧呼吸和进展

SUCLG1 promotes aerobic respiration and progression in plexiform neurofibroma.

作者信息Zifu Zhou, Qingfeng Li, Ran Huo
PMID39749698
发布时间2025-02
DOI10.3892/ijo.2024.5716

实验完整度

包含组织蛋白组学、代谢组学及细胞功能实验(CCK-8、划痕、流式)、代谢检测和机制验证(WB、电子显微镜),但缺少体内动物实验验证。

主要模型

PNF细胞系ipNF95.6和ipNF05.5 人施万细胞系HSC 患者肿瘤组织和正常皮肤组织

重点核对

SUCLG1在PNF组织和细胞中的表达水平(组织免疫荧光、细胞WB) SUCLG1敲低和过表达的效率及功能表型(增殖、迁移、凋亡、细胞周期) 线粒体功能检测(Seahorse OCR/ECAR)和线粒体质量评估(mtDNA/gDNA、TEM、融合蛋白WB) SLC25A1表达变化及抑制剂CTPI-2处理对细胞功能的影响

摘要

丛状神经纤维瘤(PNF)是影响20-50%的I型神经纤维瘤病(NF1)患者的良性肿瘤。PNF具有恶变风险。目前尚无有效的治愈方法。其发病可能与遗传和代谢异常有关,但确切机制仍不清楚。三羧酸循环中的催化酶琥珀酰辅酶A连接酶GDP/ADP形成亚基α(SUCLG1)在PNF中高表达。本研究旨在探讨SUCLG1在PNF细胞功能和代谢中的作用。通过western blotting和免疫荧光验证SUCLG1的表达。诱导SUCLG1敲低和过表达后,评估PNF细胞的功能变化,以及SUCLG1对细胞呼吸和葡萄糖代谢的影响。定量PCR、WB、电子显微镜和流式细胞术表明,SUCLG1增强了线粒体质量并促进线粒体融合,从而驱动肿瘤细胞增殖和迁移,抑制凋亡并改变细胞周期。Seahorse实验表明,SUCLG1表达升高增强了细胞有氧呼吸而不影响糖酵解过程。这表明PNF中SUCLG1上调不会触发与恶性肿瘤相关的瓦伯格效应。本研究还证明了当SUCLG1表达升高时,通过促进SLC25A1基因的表达水平对细胞功能产生正调控。总之,SUCLG1改变了线粒体质量控制机制以增强细胞有氧呼吸,从而驱动PNF的发病机制。因此,SUCLG1可作为未来治疗策略的潜在靶点。

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
探讨SUCLG1在PNF细胞功能和代谢中的作用及其作为治疗靶点的潜力。
核心机制
SUCLG1通过促进线粒体融合和质量控制,增强线粒体有氧呼吸,并上调SLC25A1表达,从而驱动PNF细胞增殖、迁移并抑制凋亡。
主要证据
在PNF细胞中敲低或过表达SUCLG1后,CCK-8、划痕和流式显示细胞功能变化;Seahorse显示有氧呼吸增强而糖酵解不变;WB和TEM显示线粒体融合蛋白(MFN1/2、OPA1)升高和线粒体形态延长;SLC25A1蛋白水平变化及抑制剂部分逆转了功能。
研究意义
SUCLG1是PNF的潜在治疗靶点,并为研究代谢机制提供基础。

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

组织水平蛋白组学和代谢组学分析

筛选PNF中差异表达蛋白和代谢物,鉴定关键分子。

对PNF患者和健康人的皮肤组织进行蛋白组学分析,对血清样本进行非靶向代谢组学分析。

2

验证SUCLG1和柠檬酸在PNF中的表达

在组织和细胞水平验证SUCLG1及柠檬酸的高表达。

使用免疫荧光检测组织SUCLG1表达,WB检测细胞SUCLG1蛋白,试剂盒检测柠檬酸含量。

3

SUCLG1功能获得和丧失实验

评估SUCLG1对PNF细胞增殖、迁移、凋亡和细胞周期的影响。

在ipNF05.5中敲低SUCLG1,在ipNF95.6中过表达,然后进行CCK-8、划痕实验和流式细胞术。

4

代谢功能检测

评估SUCLG1对细胞有氧呼吸和糖酵解的影响。

使用Seahorse XF细胞线粒体压力测试和糖酵解压力测试,检测OCR和ECAR。

5

线粒体质量评估

探究SUCLG1对线粒体DNA含量、形态、融合蛋白和ROS的影响。

RT-qPCR检测mtDNA/gDNA比率,TEM观察线粒体形态,WB检测融合蛋白(MFN1/2、OPA1),ELISA检测ROS水平。

6

SLC25A1机制验证

验证SUCLG1通过SLC25A1影响细胞功能。

WB检测SLC25A1、CS、ACLY表达,ELISA检测酶活性,并在过表达SUCLG1的细胞中加入SLC25A1抑制剂CTPI-2后检测功能变化。

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
DMEM培养基Gibco; Thermo Fisher Scientific, Inc.--
胎牛血清Procell Life Science & Technology Co., Ltd.--
青霉素/链霉素----
高效液相色谱仪Shimadzu--
质谱仪Thermo Fisher, Germany--
超高效液相色谱仪Thermo Fisher, Germany--
Hypesil Gold C18色谱柱Thermo Fisher, USA--
RNAiso Plus试剂Takara Bio, Inc.--
HiScript RT SuperMix逆转录试剂盒Vazyme Biotech Co., Ltd.--
DNA提取试剂盒Vazyme Biotech Co., Ltd.--
SYBR Green预混液Vazyme Biotech Co., Ltd.--
实时荧光定量PCR仪Roche Diagnostics--
总蛋白提取试剂盒Invent Biotechnologies, Inc.--
RIPA裂解液Beyotime Institute of Biotechnology--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime Institute of Biotechnology--
快速封闭液Beyotime Institute of BiotechnologyP0252
β-actin抗体Proteintech Group, Inc.66009-1-I
α-tubulin抗体Wuhan Servicebio Technology Co., Ltd.GB15201
SUCLG1兔单克隆抗体Cell Signaling Technology, Inc.8071
柠檬酸合酶兔多克隆抗体ABclonal Biotech Co., Ltd.A5713
SLC25A1兔多克隆抗体ABclonal Biotech Co., Ltd.A24754
MFN1兔多克隆抗体ABclonal Biotech Co., Ltd.A9880
MFN2兔单克隆抗体ABclonal Biotech Co., Ltd.A19678
OPA1兔多克隆抗体ABclonal Biotech Co., Ltd.A9833
ACLY兔多克隆抗体Proteintech Group, Inc.15421-1-AP
HRP标记的山羊抗兔二抗Proteintech Group, Inc.SA00001-2
抗鼠二抗Proteintech Group, Inc.SA00001-1
增强化学发光液SparkjadeED0016-B
化学发光成像系统Bio-Rad Laboratories, Inc.--
环保脱蜡液Wuhan Servicebio Technology Co., Ltd.G1128
柠檬酸抗原修复液Wuhan Servicebio Technology Co., Ltd.G1202
DAPI染色液----
CY3标记的山羊抗兔二抗Wuhan Servicebio Technology Co., Ltd.GB21303
Alexa Fluor 488标记的山羊抗小鼠二抗Wuhan Servicebio Technology Co., Ltd.GB25301
荧光显微镜Nikon CorporationECLIPSE
慢病毒载体GenePharma Co., Ltd.--
转染试剂GenePharma Co., Ltd.GO4001
CTPI-2MedChemExpressHY-123986
细胞增殖毒性检测试剂盒Wuhan Elabscience Biotechnology Co., Ltd.--
酶标仪Thermo Fisher, USA1410101
凋亡检测试剂盒BD Biosciences559763
细胞周期检测试剂盒Nanjing KeyGen Biotech Co., Ltd.KGA512
流式细胞仪Beckman Coulter, Inc.--
环氧树脂812MerckMillipore45345
超薄切片机Leica GmbHUC7rt
透射电子显微镜JEOL Ltd.JEM-1400FLASH
ROS ELISA试剂盒Jiangsu ELISA Industry Co., Ltd.MM-1893H2
提取液KeyybioADS-W-S002
柠檬酸含量试剂盒KeyybioADS-W-S002
CS ELISA试剂盒KeyybioMM-63621H2
ACLY ELISA试剂盒KeyybioKYY-62138H1
Seahorse XF DMEM培养基Agilent Technologies, Inc.103575-100
葡萄糖Agilent Technologies, Inc.103577-100
谷氨酰胺Agilent Technologies, Inc.103579-100
海马XF细胞线粒体压力测试试剂盒Agilent Technologies, Inc.103015-100
海马XF糖酵解压力测试试剂盒Agilent Technologies, Inc.103020-100
安捷伦Seahorse XFe96分析仪Agilent Technologies, Inc.--
GraphPad Prism 9.4.1Dotmatics, Inc.--

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、培养条件(37°C,5% CO2)
阅读提示:Materials and methods 部分 'Tissue collection and cell culture'
SUCLG1敲低和过表达
慢病毒载体序列、MOI=100、感染时间24h
阅读提示:Materials and methods 部分 'Knockdown and overexpression (OE) of SUCLG1'
代谢功能检测
细胞密度5x10^4/ml,检测试剂盒型号,使用XF DMEM培养基
阅读提示:Materials and methods 部分 'Metabolic energy assay'
SLC25A1抑制剂处理
CTPI-2浓度(50 μM)和处理时间(24h)
阅读提示:Materials and methods 部分 'Inhibitor-treated cells'
线粒体质量评估
mtDNA/gDNA检测方法,TEM样品制备条件,ROS检测试剂盒
阅读提示:Materials and methods 部分 'Transmission electron microscopy'和'ROS measurement'