CALD1 通过影响细胞骨架结构和粘着斑数量抑制人卵巢癌细胞侵袭

CALD1 inhibits invasion of human ovarian cancer cells by affecting cytoskeletal structure and the number of focal adhesion.

作者信息Yongchao Li, Zhao Yang, Menglong Xu, Haocheng Guan, Zhenhui Wu, Shuwei Li
PMID40104711
发布时间2025-02-28
DOI10.21037/tcr-24-1375

实验完整度

包含生物信息学分析、组织芯片IHC、细胞系敲低、Transwell、免疫荧光等实验,有功能验证但缺乏动物模型和机制深入验证。

主要模型

SK-OV-3人卵巢癌细胞系 293T细胞系(用于病毒包装) 卵巢癌组织样本(TCGA/GTEx及组织芯片)

重点核对

CALD1敲低效率:通过qRT-PCR和WB验证sh1序列敲低效果最佳 Transwell侵袭实验中上室细胞数1×10^5,Matrigel基质胶包被,24小时 药物敏感性分析基于GDSC数据库和oncoPredict包 免疫荧光染色使用Vinculin抗体(1:2000)和TRITC-phalloidin(1:2000) 统计分析:两组间用t检验,多组间用单因素方差分析

摘要

背景:卵巢癌(OC)在妇科癌症中死亡率最高,主要归因于诊断晚和化疗耐药。识别新的诊断标志物和治疗靶点至关重要。钙调素结合蛋白1(CALD1)是一种细胞骨架调节蛋白,已被涉及多种癌症。本研究旨在探讨CALD1在卵巢癌中的表达和功能意义,重点关注其对细胞侵袭和转移的潜在影响。方法:我们使用癌症基因组图谱(TCGA)和基因型-组织表达(GTEx)数据库以及组织微阵列免疫组织化学(IHC)分析了CALD1的表达。使用'oncopredict' R包进行药物敏感性分析。构建了CALD1基因网络,然后进行基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析。建立了稳定敲低CALD1的SK-OV-3细胞系,并通过实时定量聚合酶链反应(qRT-PCR)和蛋白质印迹(WB)进行验证。然后我们使用Transwell实验评估细胞侵袭能力,并通过F-肌动蛋白和纽蛋白的免疫荧光染色观察细胞骨架变化。结果:与正常组织相比,卵巢癌组织中CALD1的表达显著降低。CALD1高表达和低表达的患者对化疗药物的反应存在显著差异。CALD1及其相关基因被发现在调节细胞骨架组织、粘着斑形成和细胞运动过程中发挥重要作用。CALD1敲低细胞表现出F-肌动蛋白应力纤维显著减少、细胞骨架结构松散、纽蛋白表达降低以及迁移能力增强。结论:SK-OV-3细胞中CALD1表达减弱导致F-肌动蛋白应力纤维减少,降低细胞骨架与纽蛋白之间的关联。这导致细胞粘着斑减少和SK-OV-3细胞侵袭性增加,促进卵巢癌细胞转移。这些发现表明CALD1可能在卵巢癌的诊断和治疗中具有重要的临床意义。

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
CALD1在卵巢癌中的表达及其对细胞侵袭和转移的影响和机制是什么?
核心机制
CALD1低表达导致F-肌动蛋白应力纤维减少,削弱细胞骨架与纽蛋白的相互作用,从而减少粘着斑形成,增强卵巢癌细胞侵袭能力。
主要证据
TCGA和GTEx数据库分析及组织芯片IHC显示卵巢癌中CALD1表达降低;SK-OV-3细胞敲低CALD1后,Transwell实验显示侵袭能力增加,免疫荧光显示F-肌动蛋白应力纤维减少、纽蛋白表达降低(P<0.01)。
研究意义
CALD1可能作为卵巢癌诊断和治疗的潜在生物标志物,但其在肿瘤抑制和耐药中的双重作用仍需进一步研究。

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

CALD1差异表达分析

比较卵巢癌和正常组织中CALD1的表达差异

利用TCGA卵巢癌组织(n=419)和GTEx正常组织(n=88)的mRNA表达数据,用log2(x+1)转换和Wilcoxon秩和检验分析差异;同时用卵巢癌组织微阵列(50肿瘤和11正常)进行IHC染色验证蛋白表达。

2

药物敏感性预测

分析CALD1高、低表达组对化疗药物的敏感性差异

使用oncoPredict R包基于GDSC数据库预测12种药物的敏感性,比较高低表达组。

3

构建基因网络和功能富集分析

揭示CALD1相关基因及其参与的生物学过程和通路

利用GeneMANIA构建CALD1相互作用网络,用Metascape进行GO和KEGG富集分析。

4

构建CALD1敲低SK-OV-3细胞系

建立CALD1稳定敲低的细胞模型

设计三个shRNA序列克隆到慢病毒载体,转染293T细胞包装病毒,感染SK-OV-3细胞,用嘌呤霉素筛选,通过qRT-PCR和WB验证敲低效率。

5

评估细胞侵袭能力

检测CALD1低表达对SK-OV-3细胞侵袭能力的影响

使用Transwell小室,上室铺Matrigel,细胞接种后24小时,结晶紫染色,测定570nm吸光度量化迁移细胞。

6

细胞骨架和粘着斑分析

观察CALD1低表达对细胞骨架结构和粘着斑形成的影响

用TRITC-phalloidin染色F-肌动蛋白,用Vinculin抗体免疫荧光染色粘着斑,ImageJ定量荧光强度。

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
卵巢癌组织微阵列WEIAOBIOOVC1021
兔抗人CALD1抗体AffinityAF6411
山羊抗兔辣根过氧化物酶(HRP)ProteintechSA00001-1
SK-OV-3细胞系ProcellCL-0215Pricella
293T细胞系ProcellCL-0005
McCoy's 5a培养基Keygen BiotechKGM4892S
DMEM高糖培养基ProcellPM150210B
胎牛血清Procell26140-079
pHBLV慢病毒载体Hanbio Biotechnology--
pSPAX2包装质粒Hanbio Biotechnology--
pMD2G包膜质粒Hanbio Biotechnology--
脂质体转染试剂2000----
Lipofiter™转染试剂----
TRIzol超纯RNA提取试剂盒CWBIOCW0581M
HiScript II Q RT SuperMix逆转录试剂盒VazymeR223-01
ChamQ通用SYBR qPCR预混液VazymeQ711-02
RIPA裂解液APPLYGENC1053
BCA蛋白定量试剂盒ElabscienceE-BC-K318-M
10% SDS-PAGE凝胶SolarbioA1010
聚偏二氟乙烯膜BeyotimeFFP39
兔抗CALD1抗体AffinityAF6411
小鼠单克隆抗β-肌动蛋白抗体ZSGB-BIOTA-09
HRP标记山羊抗兔IgG(H+L)ZSGB-BIOZB-2301
山羊抗小鼠IgG(H+L)ZSGB-BIOZB-2305
基质胶Coring354234
结晶紫SolarbioG1061
封闭液BeyotimeP0231
纽蛋白抗体AffinityAF6206
TRITC-鬼笔环肽SolarbioCA1610
Cy3标记山羊抗兔IgGProteintechSA00009-2
DAPI染色液KeyGENBioKGA215-50

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(SK-OV-3, 293T)及培养基(McCoy's 5a, DMEM高糖)、血清浓度(10% FBS)和抗生素浓度
阅读提示:Methods 中 Cell culture 部分
CALD1敲低细胞系构建
shRNA序列、慢病毒载体、MOI=5、嘌呤霉素浓度(5 μg/mL)、筛选时间(3周)
阅读提示:Methods 中 Plasmid construction and lentivirus packaging、Construction and screening of a CALD1 knockdown SKOV-3 cell line 以及 Table 1
侵袭实验
Transwell小室规格(24孔)、细胞接种数(1×10^5)、Matrigel包被、侵袭时间(24小时)、结晶紫染色及定量方法
阅读提示:Methods 中 Transwell assay
细胞骨架和粘着斑分析
免疫荧光染色条件(固定、通透、封闭)、抗体稀释度(Vinculin 1:2000,TRITC-phalloidin 1:2000)、ImageJ定量方法
阅读提示:Methods 中 Immunofluorescence assay