生物信息学分析TTN突变与免疫浸润
评估READ中TTN突变频率及与TMB、免疫细胞浸润的关联。
从TCGA(N=89)和ICGC(N=134)数据库获取基因表达和突变数据,使用maftools、GenVisR、CIBERSORT等软件分析,TIMER数据库验证,比较TTN突变组与野生型组的TMB和免疫细胞浸润。
Titin gene mutations enhance radiotherapy efficacy via modulation of tumour immune microenvironment in rectum adenocarcinoma.
研究包含生物信息学分析、体外细胞功能实验(克隆形成、凋亡、DNA损伤修复)、体内小鼠模型及患者样本验证,并进行了机制验证(JUN调控ANKRD1、T细胞耗竭实验)。
HCT116和SW837人直肠腺癌细胞系(TTN野生型和突变型) CT26和MC38小鼠结肠癌细胞系(TTN敲除) BALB/c裸鼠、BALB/c小鼠和C57BL/6小鼠皮下移植瘤模型 32例局部晚期直肠癌患者放疗前后配对肿瘤样本
细胞系:HCT116(TTN−/MUT)、SW837(TTN WT/MUT)、CT26和MC38(TTN-KO) 放疗剂量:体外0、2、4、6、8 Gy;体内14 Gy(2 Gy/天×7天)或12 Gy TTN突变类型:R5163H(c.15488G>A)敲入突变 T细胞耗竭抗体:抗CD8(BE0061)、抗CD4(BE0003-1)、同型IgG2b(BE0090),200 mg尾静脉注射 患者放疗方案:氟尿嘧啶类新辅助放化疗,放疗总剂量50.4 Gy
提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。
按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。
评估READ中TTN突变频率及与TMB、免疫细胞浸润的关联。
从TCGA(N=89)和ICGC(N=134)数据库获取基因表达和突变数据,使用maftools、GenVisR、CIBERSORT等软件分析,TIMER数据库验证,比较TTN突变组与野生型组的TMB和免疫细胞浸润。
获取TTN突变的直肠癌细胞模型,用于后续功能实验。
使用CRISPR/Cas9技术(TTN-sgRNA1和sgRNA2)在HCT116和SW837细胞中引入TTN-R5163H突变(c.15488G>A),经嘌呤霉素筛选和有限稀释克隆获得野生型和突变型细胞系。
验证TTN突变对直肠癌细胞放疗敏感性的影响。
对TTN野生型和突变型细胞进行不同剂量X射线照射,进行克隆形成实验检测细胞存活率,Western blot检测凋亡标志物(cleaved-PARP、cleaved-caspase 3),BrdU标记检测细胞周期分布。
探究TTN突变是否影响放疗诱导的DNA损伤修复能力。
使用中性彗星实验检测DNA双链断裂程度,免疫荧光和免疫组化检测γH2AX焦点,Western blot检测RAD51和PARP表达,细胞周期富集实验和BrdU脉冲追踪评估细胞周期阻滞。
明确TTN突变如何下调ANKRD1表达。
通过RT-qPCR和Western blot检测ANKRD1 mRNA和蛋白水平;通过Co-IP、RIP-qPCR、双荧光素酶报告基因和ChIP-qPCR验证JUN与ANKRD1启动子的结合及TTN突变的影响。
验证ANKRD1是否逆转TTN突变引起的放疗敏感性。
在TTN野生型和突变型细胞中过表达ANKRD1,进行克隆形成实验、Western blot检测凋亡标志物,以及体内裸鼠移植瘤实验评估肿瘤生长。
评估TTN缺失对放疗诱导的免疫细胞浸润和抗肿瘤免疫的影响。
将TTN-KO的CT26和MC38细胞皮下接种至免疫活性小鼠,结合放疗,检测肿瘤生长;通过流式细胞术和免疫组化分析CD4+和CD8+ T细胞浸润;使用抗体耗竭T细胞验证其功能。
在患者样本中验证TTN突变相关的免疫变化及与预后的关联。
收集32例LARC患者放疗前后的配对肿瘤样本,通过免疫组化检测ANKRD1表达(H-score),免疫荧光检测CD4+和CD8+ T细胞数量,并根据TTN突变状态、ANKRD1表达和T细胞密度进行Kaplan-Meier生存分析。
按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。
| 实验环节 | 名称 | 品牌 | 货号 |
|---|---|---|---|
| 细胞培养 | DMEM培养基 | Gibco | A1443001 |
| McCoy's 5A培养基 | Gibco | 16600082 | |
| RPMI1640培养基 | Gibco | A1049101 | |
| 胎牛血清 | Gibco | 12483020 | |
| 青霉素-链霉素 | Gibco | 15140148 | |
| 细胞筛选 | 嘌呤霉素 | Gibco | A1113803 |
| 基因过表达 | Lipofectamine 3000转染试剂 | Invitrogen | L3000015 |
| pCDH-CMV-MCS-EF1α-copGFP过表达载体 | System Biosciences | CD511B-1 | |
| 基因编辑 | Lenti-CRISPR v2慢病毒载体 | Hanbio Biotechnology | -- |
| HCT116细胞系 | Guangzhou Editgene Biotechnology | EDC00018 | |
| SW837细胞系 | Guangzhou Editgene Biotechnology | EDC00116 | |
| 细胞培养 | CT26细胞系 | Wuhan Procell Life Science & Technology Co., Ltd. | CL-0071/CM-0071 |
| MC38细胞系 | Shanghai Enzyme Research Biotechnology Co., Ltd. | CC-Y2123/CC-Y2123M | |
| 细胞鉴定 | Identifier试剂盒 | Applied Biosystems | -- |
| 支原体检测 | 通用支原体检测试剂盒 | ATCC | 30-1012K |
| DNA纯化 | DNA纯化试剂盒 | Zymo Research | D7001 |
| 测序 | Applied Biosystems 3730 DNA分析仪 | ThermoFisher | 4331247 |
| 放射照射 | Radsource RS2000生物辐照仪 | Radsource | -- |
| 细胞周期分选 | BD FACSAria Fusion分选仪 | BD Biosciences | -- |
| 流式分析 | BD LSR Fortessa流式细胞分析仪 | BD Biosciences | -- |
| LSRII流式细胞仪 | BD Biosciences | -- | |
| 免疫荧光 | ECLIPSE E800荧光显微镜 | Nikon | -- |
| Alexa Fluor 488羊抗兔IgG | Cell Signaling Technology | 4412S | |
| DAPI染色液 | Sigma-Aldrich | MBD0020 | |
| γH2AX抗体 | Abcam | ab2893 | |
| 抗微管蛋白抗体 | Abcam | ab52866 | |
| 彗星实验 | Trevigen彗星实验试剂盒 | Trevigen | 4253-096-ESK |
| 彗星实验分析 | CometScore软件 | TriTek Corp | -- |
| BrdU检测 | 抗BrdU抗体 | Sigma-Aldrich LLC | SAB4700630 |
| HR/NHEJ修复实验 | Lipofectamine 2000转染试剂 | -- | -- |
| ChIP实验 | SimpleChIP酶法染色质免疫沉淀试剂盒(磁珠) | Cell Signaling Technology | 9003 |
| JUN抗体 | Abcam | ab40766 | |
| 正常IgG | Abcam | ab172730 | |
| 双荧光素酶实验 | 双荧光素酶报告基因检测系统 | Promega | E1910 |
| RIP-qPCR | Protein A/G磁珠 | Thermo Fisher Scientific | 88802 |
| 蛋白酶K | Thermo Fisher | 25530031 | |
| TRIzol试剂 | Invitrogen | 15596026 | |
| RT-qPCR | PrimeScript RT试剂盒 | Takara | RR047A |
| Fast SYBR Green PCR试剂盒 | Thermo Fisher Scientific (China) Co., Ltd. | 11736059 | |
| Co-IP | IgG Sepharose 6 Fast Flow | GE Healthcare | -- |
| Protein G Sepharose 4 Fast Flow | GE Healthcare | -- | |
| 小鼠抗JUN抗体 | BD Biosciences | 610326 | |
| 抗IgG抗体 | Santa Cruz Biotechnology | sc-51993 | |
| Western blot | RIPA裂解液 | Beyotime | P0013C |
| BCA蛋白定量试剂盒 | ThermoFisher | 23227 | |
| TTN抗体 | Abcam | ab284860 | |
| cleaved PARP抗体 | Abcam | ab32064 | |
| cleaved caspase 3抗体 | Abcam | ab2302 | |
| γH2AX抗体 | Abcam | ab26350 | |
| RAD51抗体 | Abcam | ab133534 | |
| PARP抗体 | ThermoFisher | MA5-15031 | |
| ANKRD1抗体 | Abcam | ab64963 | |
| β-actin抗体 | Abcam | ab8226 | |
| HRP标记二抗 | Abcam | ab6721/ab6728 | |
| ECL化学发光试剂 | Elabscience Biotechnology Co. Ltd. | abs920 | |
| Bio-Rad成像系统 | Bio-Rad | -- | |
| 小鼠实验 | BALB/c裸鼠 | Beijing Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd. | -- |
| BALB/c小鼠 | Beijing Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd. | -- | |
| C57BL/6小鼠 | Beijing Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd. | -- | |
| T细胞耗竭 | 抗CD8中和抗体 | Bio X Cell | BE0061 |
| 抗CD4中和抗体 | Bio X Cell | BE0003-1 | |
| 同型IgG2b抗体 | Bio X Cell | BE0090 | |
| 流式分析 | Alexa Fluor 647抗CD4抗体 | Abcam | ab225310 |
| Alexa Fluor 647抗CD8抗体 | Abcam | ab237365 | |
| 免疫组化 | Ki67抗体 | Abcam | ab231172 |
| γH2AX抗体 | Abcam | ab124781 | |
| CD4抗体 | Abcam | ab288724 | |
| CD8抗体 | Abcam | ab316778 | |
| 生物素化羊抗兔IgG | Abcam | ab97051 | |
| DAB显色液 | Solarbio | DA1010 | |
| 苏木素 | Solarbio | H8070 | |
| TUNEL染色 | 细胞凋亡检测试剂盒 | Beyotime | C1088 |
| 蛋白酶K | Beyotime | ST532 |
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 |
|---|---|
| 细胞模型构建 | TTN突变细胞系的构建方法和验证(CRISPR/Cas9、sgRNA序列、突变类型R5163H)、细胞系来源和培养基条件 阅读提示:Methods 2.6 “Generation of TTN knockout cells and TTN mutant knockout cells”和2.7“Cell culture” |
| 放疗处理 | 体外照射剂量(0-8 Gy)和剂量率(113 cGy/min)、体内照射方案(14 Gy或12 Gy) 阅读提示:Methods 2.10 “Radiation clonogenic survival assay”和2.21 “In vivo experiments” |
| DNA损伤修复检测 | γH2AX检测时间和定量标准(>10 foci为阳性)、彗星实验条件、RAD51/PARP检测 阅读提示:Methods 2.11 “Neutral comet assay experiment”、2.12 “Immunofluorescence detection”、2.20 “Western blot” |
| 免疫细胞分析 | 流式检测CD4/CD8百分比的方案和抗体使用浓度、T细胞耗竭抗体类型和给药方案 阅读提示:Methods 2.22 “Analysis of immune cells in the intra-tumoral microenvironment”和2.21 “In vivo experiments” |
| 临床样本分析 | 患者纳入标准、放疗方案(50.4 Gy)、样本采集时间点、ANKRD1 H-score评估和CD4/CD8密度判定标准 阅读提示:Methods 2.5 “Clinical sample collection”和2.23 “Immunohistochemistry (IHC) staining” |