缺氧诱导FAM99A和FAM99B的下调促进肝细胞癌的发展及葡萄糖代谢重编程

Hypoxia-Induced Suppression of FAM99A and FAM99B Contributes to the Development and Glucose Metabolic Reprogramming of Hepatocellular Carcinoma.

作者信息Cang-Sang Song, Guo-Hui Wang, Pan-Pan Mao, Han-Shu Zhang, Lu Liu, Xue-Jiao Ma, Xing-de Li, Yang Zhang
PMID40693878
期刊FASEB J
发布时间2025-07-31
DOI10.1096/fj.202501058R

实验完整度

包含体外细胞功能实验(增殖、迁移、侵袭)、代谢指标测定及Seahorse分析,并采用转录组和小RNA测序进行机制初探,但缺乏体内实验验证。

主要模型

HCCLM3细胞 HEPG2细胞 SK-1细胞

重点核对

缺氧处理条件:2% O2,93% N2,5% CO2,48小时 细胞分组:HCCLM3(OV-NC、OV-FAM99A、OV-FAM99B),HEPG2(KD-NC、KD-FAM99A、KD-FAM99B) 过表达和敲低效率验证:RT-qPCR确认FAM99A和FAM99B表达变化 功能实验时间点:CCK-8在0、12、24、48小时;伤口愈合和Transwell在48小时 代谢测定:葡萄糖、乳酸、ATP含量及Seahorse OCR、ECAR、glycoPER

摘要

肝细胞癌是一种高度侵袭性和高度恶性的癌症。葡萄糖代谢重编程提供足够的ATP支持HCC的快速增殖和侵袭。因此,本研究旨在探讨FAM99A和FAM99B对葡萄糖代谢重编程的影响,并为HCC的治疗提供新的见解。在缺氧条件下外源调控FAM99A和FAM99B后,评估了HCC细胞(HCCLM3和HEPG2)恶性表型和糖酵解相关指标的变化。使用Seahorse XF糖酵解速率测定试剂盒(103344‐100,Agilent)测量氧气消耗率、细胞外酸化率和糖酵解质子外排率。对HCCLM3细胞进行转录组和小RNA测序,以鉴定与FAM99A和FAM99B相关的差异表达基因和差异表达miRNA。在缺氧条件下,HCC细胞中FAM99A和FAM99B的表达显著下调。过表达FAM99A或FAM99B显著抑制HCC细胞增殖、伤口愈合和侵袭。此外,它们有效降低细胞内葡萄糖、细胞外乳酸、ATP、糖酵解相关酶、ECAR和glycoPER,并增加pH、细胞外葡萄糖和mitoOCR/glycoPER。在过表达FAM99A的HCCLM3细胞中存在31个DEGs和15个DE‐miRNAs,在过表达FAM99B的HCCLM3细胞中鉴定出375个DEGs和68个DE‐miRNAs。这些DEGs和DE‐miRNA靶标参与细胞周期、凋亡、转移、细胞外基质重塑和代谢重编程。FAM99B相关的ceRNA网络包含一个DE‐miRNA和10个DEGs,其表达差异与测序结果一致。缺氧诱导的FAM99A和FAM99B下调促进HCC的增殖、转移和葡萄糖代谢重编程。

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
缺氧条件下FAM99A和FAM99B对肝细胞癌葡萄糖代谢重编程及恶性表型的影响及其潜在机制。
核心机制
缺氧诱导FAM99A和FAM99B下调,解除其对糖酵解和细胞增殖、迁移、侵袭的抑制,可能通过miR-1291介导的ceRNA机制。
主要证据
在HCCLM3和HEPG2细胞中过表达或敲低FAM99A/B,观察到细胞活力、伤口愈合、侵袭、糖酵解指标(葡萄糖、乳酸、ATP、ECAR、glycoPER)的相反变化;转录组和小RNA测序鉴定DEGs和DE-miRNAs,构建ceRNA网络。
研究意义
为肝癌治疗提供新的药物靶点和个体化治疗策略。

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

缺氧诱导模型建立

验证缺氧条件下HCC细胞中FAM99A和FAM99B的表达变化。

将HCC细胞(HEPG2、SK-1、HCCLM3)在2% O2、93% N2、5% CO2条件下培养48小时,通过Western blot检测HIFα表达,通过RT-qPCR检测FAM99A和FAM99B表达。

2

外源调控FAM99A和FAM99B表达

建立FAM99A和FAM99B过表达和敲低的稳定细胞系,用于功能研究。

使用慢病毒载体(shRNA和过表达载体)感染HCCLM3和HEPG2细胞,经嘌呤霉素筛选稳定表达,并验证敲低和过表达效率。

3

细胞增殖、迁移和侵袭检测

评估FAM99A和FAM99B对HCC细胞恶性表型的影响。

通过CCK-8检测细胞活力,流式细胞术检测细胞周期,伤口愈合实验检测迁移,Transwell实验检测侵袭。

4

葡萄糖代谢重编程评估

测量FAM99A和FAM99B对糖酵解相关代谢指标的影响。

测定细胞内葡萄糖、乳酸、ATP含量及pH值;Western blot检测糖酵解相关蛋白(HK、PFKL、PKM2)表达;Seahorse分析OCR、ECAR、glycoPER等。

5

转录组和小RNA测序及生物信息学分析

鉴定FAM99A和FAM99B下游的DEGs和DE-miRNAs,并预测其功能及调控网络。

对OV-NC、OV-FAM99A、OV-FAM99B组HCCLM3细胞进行转录组和小RNA测序;使用DESeq2鉴定DEGs和DE-miRNAs,进行GO/KEGG富集分析,构建PPI和ceRNA网络,并用RT-qPCR验证。

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ServicebioG4515
胎牛血清Gibco10099-141
CO2培养箱Crystal TechnologyCL191C
细胞计数试剂盒8Dojindo LaboratoriesCK04
碘化丙啶染色液----
流式细胞仪AgilentNovocyte advanteon
ibidi划痕插件Ibidi--
基质胶Corning346234
Transwell小室----
结晶紫染色液----
BX53显微镜Olympus--
超声波细胞破碎仪SonicsVCX 130
葡萄糖检测试剂盒NjjcbioA154-1-1
L-乳酸含量检测试剂盒Solarbiobc2235
ATP含量检测试剂盒Solarbiobc0305
SeahorseXF糖酵解速率测定试剂盒Agilent103344-100
Seahorse XFe24分析仪Agilent--
XF24细胞培养板Agilent--
RIPA裂解液BeyotimeP0013C
BCA蛋白浓度测定试剂盒BeyotimeP0012
抗己糖激酶抗体Abcamab150423
抗磷酸果糖激酶抗体Abcamab97443
抗GAPDH抗体AbmartP30008M
抗兔IgG辣根过氧化物酶标记抗体CST7074
ECL化学发光液ApplyGenP1020-1
5200 Multi凝胶成像系统Tanon--
Trizol试剂Lifetech15596026
EzDrop1000紫外分光光度计Blue Ray--
miDETECT A Track miRNA qRT-PCR Starter KitRiboBioC10712-1
riboSCRIPT mRNA/lncRNA qRT-PCR Starter KitRiboBioC11030-2
7500实时荧光定量PCR系统ABI--
GraphPad Prism软件GraphPad--

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
细胞培养与缺氧处理
缺氧条件(2% O2,93% N2,5% CO2)、处理时间(48小时)、细胞融合度(约70%)
阅读提示:Methods 2.1 Cell Culture and Hypoxia Treatment
基因表达调控
慢病毒载体构建、感染时间(72小时)、嘌呤霉素筛选浓度(5 μg/mL)
阅读提示:Methods 2.2 Cell Transfection
细胞功能检测
CCK-8检测时间点(0、12、24、48小时)、伤口愈合和Transwell实验时间(48小时)、细胞接种密度
阅读提示:Methods 2.3 Cell Proliferation Assay, 2.4 Cell Migration and Invasion Assay
代谢指标测定
葡萄糖、乳酸、ATP检测试剂盒及检测波长(505、570、340 nm)、Seahorse实验细胞密度(3×10^4)、Rot/AA浓度(0.5 μmol/L)、2-DG浓度(50 mmol/L)
阅读提示:Methods 2.5 Glucose, Lactic Acid, and ATP Assays, 2.6 Seahorse Assay
Western blot
抗体稀释比例(HK 1:1000,PFKL 1:1000,PKM 1:10000,GAPDH 1:1000)
阅读提示:Methods 2.7 Western Blotting Assay
RT-qPCR
引物序列(Table S2)、内参基因
阅读提示:Methods 2.8 RT-qPCR Assay, Table S2
测序分析
差异表达阈值(校正后p<0.05,|log2FC|>1)
阅读提示:Methods 2.9 Transcriptome and SmallRNA Sequencing