CAPG通过TGFB1/Smad/Nrf2信号通路调节肝细胞癌中对阿霉素的耐药性

CAPG Regulates Doxorubicin Resistance in Hepatocellular Carcinoma Cells via TGFB1/Smad/Nrf2 Signalling Pathway.

作者信息Yue Shang, Jun Zhang, Tingting Liu
PMID40982354
发布时间2025-09
DOI10.1111/jcmm.70847

实验完整度

高

研究包含体外细胞实验(MTT、FACS、Western blot、铁死亡检测)、体内裸鼠移植瘤模型、临床样本(4对)及生物信息学分析(TCGA、GSEA),并进行功能获得和丧失验证,证据层级独立且完整。

主要模型

HepG2/Dox细胞 Hep3B/Dox细胞 SNU-398细胞 SNU-475细胞 BALB/c裸鼠移植瘤模型

重点核对

CAPG表达水平(WB验证) Dox浓度及处理时间(IC50、5 μM Dox等) erastin浓度(2.5、5、10 μM) shRNA敲低和过表达效率 动物模型分组及Dox给药方案(10 mg/kg,14天)

摘要

肝细胞癌是一种常见且致命的肝癌类型,治疗选择有限,且化疗耐药性问题显著。本研究探讨了细胞骨架相关蛋白G(CAPG)基因在肝细胞癌中的作用,并研究了其表达、临床相关性以及阿霉素(Dox)耐药的分子机制。通过生物信息学、免疫组织化学、细胞实验和动物模型,我们系统地探讨了CAPG在肝细胞癌中的功能。结果表明,与正常对照相比,CAPG在肝癌组织和细胞系中显著上调(***p < 0.001)。CAPG高表达与较差的总生存期(HR = 1.98, p < 0.001)和不利的临床病理参数相关,表明其作为预后生物标志物的潜力。功能实验表明,敲低CAPG显著降低耐Dox肝癌细胞的活力和增殖(***p < 0.01)。相反,过表达则促进耐药。机制上,CAPG似乎通过TGFB1/Smad2/NRF2信号通路调节铁死亡,这得到了GSEA分析和后续分子实验的支持。在体内,CAPG敲低联合Dox治疗显著抑制了裸鼠模型中的肿瘤生长(***p < 0.01)。这些发现表明,CAPG是肝癌进展和化疗耐药的关键调节因子,为克服临床中Dox耐药提供了有前景的预后生物标志物和联合治疗靶点。

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
CAPG在肝细胞癌中的表达、临床相关性及其在阿霉素耐药中的分子机制。
核心机制
CAPG通过TGFB1/Smad2/Nrf2信号通路抑制铁死亡,从而促进肝癌细胞对阿霉素的耐药性。
主要证据
CAPG在肝癌组织和细胞系中高表达,与不良预后相关;敲低CAPG增加Dox和erastin诱导的铁死亡,降低细胞活力和IC50,而过表达则相反;体内敲低CAPG联合Dox显著抑制肿瘤生长。
研究意义
CAPG是肝癌进展和化疗耐药的潜在预后生物标志物及治疗靶点,为克服临床Dox耐药提供新策略。

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

生物信息学分析

识别与Dox耐药和预后相关的关键基因,并分析CAPG表达与临床特征及信号通路的关系。

利用TCGA和GEO数据集,进行差异表达分析、Venn图、回归分析、生存分析、GO/KEGG和GSEA分析。

2

细胞培养与耐药株建立

建立Dox耐药细胞模型,用于功能研究。

培养HepG2和Hep3B细胞,并通过递增浓度Dox处理10个月构建耐药株HepG2/Dox和Hep3B/Dox。

3

CAPG功能操作

验证CAPG对细胞增殖、耐药和铁死亡的影响。

通过慢病毒感染敲低或过表达CAPG,然后进行MTT、EdU、克隆形成、Transwell、FACS和铁死亡相关检测。

4

机制验证

验证CAPG调控铁死亡及TGFB1/Smad/Nrf2信号通路。

通过Western blot检测CAPG、TGFB1、p-Smad2/3、Nrf2等蛋白表达,分析TCGA数据中基因表达相关性。

5

体内实验

验证CAPG对肿瘤生长和Dox敏感性的影响。

皮下注射稳转细胞至裸鼠,监测肿瘤体积和重量,并进行免疫组化检测CAPG表达。

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----
胎牛血清Gibco--
青霉素/链霉素ProcellPM150110A
阿霉素Sigma-AldrichD1515
Lipofectamine 2000转染试剂Thermo Fisher Scientific11668019
Opti-MEM培养基----
CAPG shRNA慢病毒颗粒Santa Cruz Biotechnologysc-44920-V
对照shRNA慢病毒颗粒Santa Cruz Biotechnologysc-108080
聚凝胺Santa Cruzsc-134220
嘌呤霉素Santa Cruz Biotechnologysc-108071
抗CAPG抗体Abcamab181095
Nrf2抗体Santa Cruz Biotechnologysc-365949
β-肌动蛋白抗体Abcamab115777
增强化学发光试剂盒Life Technologies--
铁检测试剂盒Abcamab83366
GSH检测试剂盒Nanjing JianchengA006-2
脂质过氧化MDA检测试剂盒Abcamab118970
CAPG抗体Santa Cruzsc-166428

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
细胞培养与耐药株建立
细胞系来源(ATCC)、培养基组分(DMEM+10%FBS)、Dox耐药株建立方法(递增浓度处理10个月)。
阅读提示:见Methods 2.6 Cell Lines and Agents
CAPG敲低与过表达
shRNA慢病毒滴度及感染复数(MOI)、Polybrene浓度(5 μg/mL)、嘌呤霉素筛选浓度(2 mg/mL)及时间(2周)。
阅读提示:见Methods 2.7和2.8 Transfection, Lentivirus Infection
药物处理
Dox浓度(IC50测定、5 μM处理)、erastin浓度(2.5, 5, 10 μM)、处理时间(24或48小时)。
阅读提示:见Results 3.6-3.8及图3-7
铁死亡相关检测
铁浓度、GSH、MDA检测试剂盒及操作细节。
阅读提示:见Methods 2.11 Iron Concentration, GSH and MDA Assay
动物实验
小鼠品系(BALB/c nude)、周龄(6周)、细胞接种量(2×10^6或3×10^7 cells/mL)、Dox给药剂量(10 mg/kg)和周期(14天)、观察时间(5周)。
阅读提示:见Methods 2.12 Xenograft Model及图9