HOXA5通过调控USP18介导的IFI27去泛素化驱动食管鳞状细胞癌的恶性进展和顺铂耐药

HOXA5 Derives the Malignant Progression and Cisplatin Resistance of Esophageal Squamous Cell Carcinoma by Regulating USP18-Mediated IFI27 Deubiquitination.

作者信息Qiang Wang, Shiheng Ren, Zheng Pan, Yuxin Chen, Xiangyan Liu
PMID39993992
发布时间2025-02
DOI10.1111/1759-7714.70013

实验完整度

研究包含细胞系模型、临床样本分析、功能实验及机制验证,但缺乏动物体内实验,证据层级不够完整。

主要模型

DDP耐药ESCC细胞系TE1/DDP和KYSE450/DDP 亲本ESCC细胞系TE1和KYSE450 人正常食管上皮细胞系HEEC ESCC临床组织样本(66例,含37例DDP耐药和29例DDP敏感)

重点核对

TE1/DDP和KYSE450/DDP细胞由亲本细胞经递增浓度顺铂反复脉冲处理建立,培养基中含10 μM DDP维持耐药表型 细胞转染使用Lipofectamine 3000试剂,转染后孵育48小时 DDP耐药性通过IC50值评估,MTT法检测,细胞以5×10^3/孔接种,处理不同浓度DDP 48小时 蛋白稳定性实验使用50 μg/mL环己酰亚胺处理0、5、10、20、25小时 ChIP实验使用SimpleChIP Enzymatic Chromatin IP Kit,细胞数1×10^6,预测结合位点#1和#2

摘要

背景 化疗耐药是食管鳞状细胞癌(ESCC)治疗的主要障碍。干扰素α诱导蛋白27(IFI27)已被报道与ESCC进展相关。本研究旨在探讨IFI27在ESCC顺铂(DDP)耐药中的作用和机制。 方法 通过实时定量聚合酶链反应(RT-qPCR)检测IFI27和泛素特异性肽酶18(USP18)的水平。使用蛋白质印迹法测定IFI27、多药耐药相关蛋白1(MRP1)、USP18和同源盒A5(HOXA5)的蛋白水平。使用MTT、EdU、流式细胞术、Transwell和伤口愈合评估DDP耐药、细胞活力、增殖、凋亡、侵袭和迁移。使用免疫共沉淀(CoIP)实验验证USP18与IFI27之间的相互作用。通过JASPAR预测HOXA5与USP18启动子的结合,并使用染色质免疫沉淀(ChIP)和双荧光素酶报告基因实验进行验证。 结果 IFI27在DDP耐药的ESCC组织和细胞中上调。IFI27敲低在体外抑制DDP耐药、细胞增殖、侵袭、迁移,并诱导细胞凋亡。机制上,USP18诱导IFI27去泛素化并防止其降解。此外,HOXA5是USP18的转录因子,并通过结合其启动子区域激活USP18的转录活性。 结论 由HOXA5转录介导的USP18可能通过去泛素化IFI27促进细胞恶性行为和DDP耐药,为ESCC治疗提供了一个有前景的治疗靶点。 摘要 HOXA5增强USP18转录,从而通过减少泛素化增加IFI27蛋白稳定性和表达,从而促进DDP耐药、增殖、迁移、侵袭,并抑制DDP耐药ESCC细胞的凋亡。

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
IFI27在ESCC对顺铂耐药中的作用及其分子机制是什么?
核心机制
HOXA5作为转录因子结合USP18启动子并激活其转录,USP18通过与IFI27相互作用并去泛素化IFI27,增强IFI27蛋白稳定性,从而促进ESCC恶性进展和DDP耐药。
主要证据
临床样本和细胞系中IFI27表达上调;si-IFI27抑制DDP耐药、增殖、侵袭、迁移并诱导凋亡;CoIP验证USP18与IFI27结合;泛素化实验显示USP18敲低增加IFI27泛素化;ChIP和双荧光素酶报告实验验证HOXA5结合USP18启动子并激活转录;回补实验证实USP18/IFI27介导HOXA5功能。
研究意义
为预测化疗预后提供潜在生物标志物,并为增强ESCC对顺铂敏感性提供新的治疗靶点。

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

IFI27在DDP耐药ESCC中的表达分析

检测IFI27在DDP耐药ESCC组织和细胞中的表达水平,以评估其与DDP耐药的相关性。

利用GEO数据集GSE160299分析IFI27在KYSE450/DDP和KYSE450细胞中的表达;利用TCGA和ENCORI数据库分析ESCA样本中IFI27的表达;RT-qPCR和western blot检测临床样本和细胞系中IFI27表达;MTT法检测TE1/DDP和KYSE450/DDP细胞及其亲本细胞对DDP的IC50值。

2

IFI27敲低对DDP耐药ESCC细胞恶性行为的影响

评估IFI27敲低对DDP耐药、细胞活力、增殖、凋亡、侵袭和迁移的影响。

在TE1/DDP和KYSE450/DDP细胞中转染si-IFI27或si-NC,通过western blot验证敲低效率,MTT检测IC50和细胞活力,EdU检测增殖,流式细胞术检测凋亡,Transwell检测侵袭,伤口愈合检测迁移,western blot检测MRP1表达。

3

USP18对IFI27蛋白稳定性的调控

验证USP18是否通过去泛素化调控IFI27蛋白稳定性。

利用STRING预测USP18与IFI27相互作用;在TE1/DDP和KYSE450/DDP细胞中敲低或过表达USP18,检测IFI27蛋白表达;使用MG132处理验证蛋白酶体依赖降解;CHX实验检测蛋白半衰期;CoIP验证内源性结合;泛素化实验检测IFI27泛素化水平。

4

USP18/IFI27回补实验验证功能

验证IFI27过表达是否能逆转USP18敲低对细胞恶性行为和DDP敏感性的影响。

在TE1/DDP和KYSE450/DDP细胞中共转染si-USP18和OE-IFI27或对照,检测IC50、MRP1表达、细胞活力、增殖、凋亡、侵袭和迁移。

5

HOXA5对USP18转录的调控

鉴定USP18的上游转录因子,并验证其结合和调控作用。

使用Genecards、JASPAR和PROMO预测USP18启动子潜在转录因子;敲低HOXA5和POU2F1后检测USP18表达;JASPAR预测HOXA5结合位点;双荧光素酶报告实验验证HOXA5对USP18启动子活性的影响;ChIP验证结合;western blot检测HOXA5敲低对USP18蛋白水平的影响。

6

HOXA5/USP18/IFI27轴的验证

验证HOXA5通过USP18调控IFI27表达,完成调节轴的功能验证。

在TE1/DDP和KYSE450/DDP细胞中转染si-HOXA5或si-HOXA5+OE-USP18,检测IFI27蛋白水平。

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
RPMI-1640培养基Invitrogen--
顺铂--15663-27-1
RNAsimple总RNA提取试剂盒TiangenDP419
LunaScript反转录预混试剂盒NEBE3010
Power SYBR Green预混液Invitrogen4367659
RIPA裂解液Keygen--
PVDF膜Millipore--
ECL化学发光试剂Millipore--
IFI27抗体Abcamab171919
MRP1抗体CST72202
USP18抗体CST4813
HOXA5抗体Abcamab140636
GAPDH抗体Abcamab9485
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
MTT溶液Sigma-Aldrich--
EdU溶液RiboBio--
DAPISigma-Aldrich--
Annexin V-FITCInvitrogen--
碘化丙啶Invitrogen--
基质胶Solarbio--
结晶紫Beyotime--
免疫沉淀裂解液Invitrogen--
蛋白A/G磁珠Millipore--
SimpleChIP酶法染色质免疫沉淀试剂盒CST--
双荧光素酶检测试剂盒Promega--

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
临床样本处理
样本获取和分组:66例ESCC患者,按DDP化疗响应分为耐药组(37例)和敏感组(29例),具体定义需核对
阅读提示:Materials and Methods 2.1
细胞培养
细胞系来源和培养条件:HEEC(BNCC359279)、TE-1(CL-0231)、KYSE450(STM-CL-5553)在RPMI-1640培养基中培养;DDP耐药细胞建立方法(重复脉冲处理)和维持浓度(10 μM DDP)需核对
阅读提示:Materials and Methods 2.1
RT-qPCR
引物序列(Table 1):IFI27、USP18、GAPDH的引物序列;内参基因GAPDH;计算方法2-ΔΔCt
阅读提示:Materials and Methods 2.2, Table 1
细胞转染
siRNA序列和过表达质粒构建:si-IFI27、si-USP18、si-HOXA5、si-POU2F1、si-NC(GenePharma合成);OE-USP18(NM_017414.4)、OE-IFI27(NM_001130080.3)克隆至pcDNA载体;转染试剂Lipofectamine 3000,孵育48小时
阅读提示:Materials and Methods 2.4
蛋白质印迹
抗体信息:IFI27 (ab171919, 1:1000)、MRP1 (#72202, 1:1000)、USP18 (#4813, 1:1000)、HOXA5 (ab140636, 1:1000)、GAPDH (ab9485, 1:2500);二抗孵育时间2小时;蛋白上样量等未明确
阅读提示:Materials and Methods 2.3
MTT实验
细胞密度5×10^3/孔,DDP浓度梯度处理48小时,MTT浓度5 mg/mL,孵育4小时,DMSO溶解,490 nm测吸光度;IC50计算需核对
阅读提示:Materials and Methods 2.5
EdU实验
细胞密度4×10^4/孔于24孔板,EdU浓度20 μM,孵育2小时;4%甲醛固定,Apollo反应30分钟,DAPI染色
阅读提示:Materials and Methods 2.6
凋亡检测
Annexin V-FITC 5 μL和PI 10 μL,避光孵育15分钟,1小时内流式检测
阅读提示:Materials and Methods 2.7
侵袭实验
Matrigel浓度50 μL包被,细胞数1×10^5,孵育24小时,0.1%结晶紫染色,计数5个视野
阅读提示:Materials and Methods 2.8
迁移实验
细胞80%融合时划痕,无血清培养24小时,0和24小时拍照
阅读提示:Materials and Methods 2.9
CoIP
IP裂解液裂解15分钟,抗体孵育16小时,蛋白A/G磁珠;需要核对抗体是否为IP级
阅读提示:Materials and Methods 2.10
泛素化实验
si-USP18处理细胞,抗IFI27免疫沉淀,抗Ub检测;具体步骤未详述
阅读提示:Materials and Methods 2.11
ChIP
细胞数1×10^6,1%甲醛交联30分钟,甘氨酸终止;HOXA5抗体孵育过夜;结合位点#1和#2预测
阅读提示:Materials and Methods 2.12
双荧光素酶报告实验
USP18启动子WT和MUT序列(含位点1)克隆至pmirGLO质粒,共转染si-NC或si-HOXA5,48小时后检测荧光素酶活性
阅读提示:Materials and Methods 2.13