KIF11在子宫内膜癌发生发展中的重要作用及其验证

Identification and validation of the important role of KIF11 in the development and progression of endometrial cancer.

作者信息Biying Wang, Lunmin Bao, Xiaoduo Li, Guang Sun, Wu Yang, Nanzi Xie, Ling Lei, Wei Chen, Hailong Zhang, Man Chen, Xing Zhao, Xiufang Wan, Rui Yuan, Hongmei Jiang
PMID39806429
发布时间2025-01-13
DOI10.1186/s12967-025-06081-6

实验完整度

包含生物信息学分析、临床样本验证及体外细胞功能实验等证据层级,但缺乏体内动物实验验证。

主要模型

人子宫内膜癌细胞系ISHIKAWA 人子宫内膜癌细胞系HEC-1-B 子宫内膜癌患者肿瘤组织及癌旁组织

重点核对

KIF11在子宫内膜癌组织中的表达(RT-qPCR和IHC) KIF11-siRNA敲低效率(mRNA和蛋白水平) 细胞增殖(MTT法,24-96小时) 细胞迁移和侵袭(划痕实验和Transwell) 细胞周期和凋亡(流式细胞术)

摘要

背景:人类驱动蛋白家族成员11(KIF11)在调节细胞周期中发挥重要作用,并参与多种癌症的发生和进展,但其在子宫内膜癌(EC)中的作用仍不清楚。我们当前的研究通过生物信息学、机器学习和实验研究等方法,探讨了KIF11在EC中的预后价值、生物学功能和靶向策略。方法:使用limma包对来自GEO数据库的GSE17025数据集进行分析,以鉴定EC中的差异表达基因(DEGs)。使用基因本体论(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析对DEGs进行功能富集分析。通过蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络分析和机器学习进一步筛选DEGs中的关键基因。使用TCGA数据库的临床数据分析关键基因KIF11在EC中的作用。随后在临床样本中验证KIF11在EC中的表达。利用体外实验评估KIF11对子宫内膜癌细胞增殖、迁移、凋亡和细胞周期等生物学功能的影响。结果:共鉴定出877个DEGs,这些基因广泛参与细胞分裂、微管蛋白结合和细胞周期等重要生物学过程。通过PPI网络分析和机器学习,KIF11被选为关键基因进行后续分析和实验验证。TCGA数据分析显示,KIF11在EC中高表达,并与肿瘤分级、分期和低生存率相关。在EC患者样本中进一步证实了KIF11在肿瘤组织中的过表达。KIF11敲低对细胞增殖、迁移和侵袭具有抑制作用。流式细胞术分析显示,KIF11敲低诱导EC细胞G2/M期阻滞并促进凋亡。结论:我们的研究表明,KIF11在EC中上调,并与不良预后密切相关。值得注意的是,我们发现KIF11表达降低抑制了EC细胞的增殖、迁移和侵袭。KIF11敲低导致更多EC细胞阻滞在G2/M期并发生凋亡。我们的研究结果强调,KIF11可能成为EC患者有前景的预后生物标志物和治疗靶点。补充信息:在线版本包含补充材料,可在10.1186/s12967-025-06081-6获取。

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
KIF11在子宫内膜癌中的表达水平、临床意义及其对癌细胞生物学功能的影响。
核心机制
KIF11通过促进G2/M期转换和抑制凋亡,从而促进子宫内膜癌细胞的增殖、迁移和侵袭。
主要证据
TCGA数据分析显示KIF11高表达与不良预后相关;临床样本验证其高表达;体外实验表明KIF11敲低抑制增殖、迁移和侵袭,诱导G2/M期阻滞和凋亡。
研究意义
KIF11可能作为子宫内膜癌的预后生物标志物和潜在治疗靶点。

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

差异表达基因筛选

鉴定子宫内膜癌与正常组织间的差异表达基因。

通过GEO数据库获取GSE17025数据集,使用limma包分析,以|log2FC|≥1和调整后p值<0.05筛选DEGs。

2

功能富集分析

探索DEGs涉及的生物学过程、细胞组分、分子功能和通路。

使用clusterProfiler包进行GO和KEGG富集分析,筛选显著富集项。

3

PPI网络和关键基因筛选

识别与疾病相关的关键基因。

使用STRING数据库构建PPI网络,通过Cytoscape的MCODE插件识别模块,结合LASSO和随机森林机器学习筛选关键基因。

4

临床特征和生存分析

验证KIF11表达与临床特征及预后的关系。

利用TCGA-UCEC数据,分析KIF11表达水平与肿瘤分级、分期、癌症状态及总生存期的关系。

5

临床样本表达验证

在患者组织中验证KIF11的表达水平。

从生物样本库获取5对EC肿瘤和癌旁组织,通过RT-qPCR和免疫组化检测KIF11表达。

6

细胞功能实验

评估KIF11对子宫内膜癌细胞增殖、迁移、侵袭、凋亡和细胞周期的影响。

使用siRNA敲低ISHIKAWA和HEC-1-B细胞中的KIF11,进行MTT、划痕、Transwell、流式细胞术检测。

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
RNAiso PlusTakara9108
PrimeScript™ RT试剂盒(含gDNA Eraser)TakaraRR047A
TB Green Premix Ex Taq IITakaraRR820A
CFX Duet实时荧光定量PCR系统Bio-Rad12016265
RIPA裂解液SolarbioR0010
无蛋白快速封闭液ServicebioG2052
KIF11抗体Proteintech23333-1-AP
HRP标记的抗兔IgG二抗ProteintechSA00001-2
β-actin抗体ServicebioZB15001-HRP-100
超敏化学发光试剂盒EpizymeSQ201
MTT细胞增殖和细胞毒性检测试剂盒SolarbioM1020
Transwell小室NEST723321
基质胶MCEHY-K6001
Annexin V-FITC/PI试剂盒4A BiotechFXP018-100
DNA含量定量检测试剂盒SolarbioCA1510
BD FACSCelesta流式细胞仪BDCA, USA
DMEM/MEM培养基----
胎牛血清----
青霉素----
链霉素----
GP-transfect-Mate转染试剂GenePharmaG04008
小干扰RNAGenePharma--

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
临床样本验证
样本数量、配对关系、患者病史
阅读提示:见Materials and methods: Clinical sample collection
细胞培养
细胞系、培养基成分、培养条件
阅读提示:见Materials and methods: Cell culture and transfection
基因敲降
siRNA序列、转染试剂、转染浓度、孵育时间
阅读提示:见Materials and methods: Cell culture and transfection
RT-qPCR
引物序列、扩增程序、参考基因
阅读提示:见Materials and methods: RNA isolation and RT-qPCR
Western blot
抗体稀释比例, 蛋白上样量, 封闭液, 显色试剂
阅读提示:见Materials and methods: Western blotting
细胞增殖检测
接种密度、检测时间点、MTT孵育时间
阅读提示:见Materials and methods: Cell viability assay
细胞迁移和侵袭
细胞密度、划痕宽度、观察时间、基质胶浓度、孵育时间
阅读提示:见Materials and methods: Wound healing test, Transwell invasion assay
凋亡检测
染色步骤、孵育时间、流式细胞仪设置
阅读提示:见Materials and methods: Apoptosis assay
细胞周期检测
乙醇固定浓度、PI染色步骤、RNase A处理
阅读提示:见Materials and methods: Cell cycle detection