RCC1敲低通过损害DNA修复使耐药结直肠癌对5-氟尿嘧啶或多柔比星敏感化

RCC1 knockdown sensitizes drug-resistant colorectal cancer to 5-fluorouracil or doxorubicin by impairing DNA repair.

作者信息Jing Li, Ya Meng, Xumei Ouyang, Xiaowen Lin, Yangzhe Wu, Hang Fai Kwok
PMID41281944
发布时间2025-11-10
DOI10.20517/cdr.2025.159

实验完整度

高

研究包含组织微阵列、细胞实验、异种移植模型、转录组分析等多层次证据,并进行了功能验证和机制验证。

主要模型

HCT116细胞系及其5-FU耐药和Doxo耐药衍生细胞系 DLD-1细胞系 裸鼠皮下异种移植瘤模型 结肠癌组织微阵列样本

重点核对

RCC1敲低效率通过Western blot和qRT-PCR验证 药物浓度依据IC50值:5-FU耐药细胞用38.43 μM 5-FU,Doxo耐药细胞用800 nM Doxo 体内实验分组:5-FU组20 mg/kg每周3次持续2周,Doxo组10 mg/kg每周1次 DNA损伤检测方法:γ-H2AX表达、彗星实验、免疫荧光监测修复动态 统计方法:GraphPad Prism 5.0,使用非配对t检验和方差分析

摘要

目的:本研究旨在阐明染色体凝缩调节因子1(RCC1)在结直肠癌(CRC)进展中的作用及其在化疗耐药中的参与。我们特别研究了RCC1敲低如何调节细胞反应,包括细胞周期、凋亡和由5-氟尿嘧啶(5-FU)或多柔比星(Doxo)诱导的衰老,在亲本和耐药CRC细胞系中。此外,我们评估了RCC1抑制作为增强CRC化疗放疗疗效的辅助治疗策略的潜力。方法:通过组织微阵列评估RCC1在结肠癌组织和相应癌旁非癌组织中的表达,并检查其与特征和患者预后的相关性。随后,基于亲本和耐药CRC细胞系进行了一系列体内和体外实验,以评估RCC1敲低对5-FU或Doxo敏感性的影响。最后,进行了转录组分析和后续验证实验以探索潜在的分子机制。结果:RCC1敲低显著增强了5-FU和Doxo在CRC和耐药CRC细胞中的抗肿瘤效果。在异种移植模型中,RCC1敲低联合5-FU或Doxo抑制了肿瘤生长,未观察到明显的全身毒性。转录组分析和实验验证表明,RCC1敲低可能通过下调关键修复蛋白损害DNA修复,从而导致更严重和持续的DNA损伤。结论:我们的结果表明RCC1下调增强了亲本和耐药CRC细胞对5-FU和Doxo的反应性,突出了其作为改善CRC临床结局的治疗辅助剂的潜力。

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
RCC1在结直肠癌进展和化疗耐药中的作用,以及其敲低如何影响CRC细胞对5-FU和Doxo的敏感性。
核心机制
RCC1敲低通过下调关键DNA修复蛋白(如BRCA2、BARD1、ERCC4)并减少RAD51和ERCC1的核定位,损害同源重组和核苷酸切除修复,导致持续的DNA损伤,激活ATM/ATR-CHK1/CHK2-p53-p21信号轴,促进细胞周期阻滞和凋亡。
主要证据
主要通过组织微阵列分析、细胞增殖和克隆形成实验、流式细胞术、彗星实验、γ-H2AX免疫荧光、RNA-seq和Western blot验证,在细胞和异种移植模型中证实RCC1敲低增强5-FU和Doxo的抗肿瘤效果。
研究意义
研究表明RCC1可作为提高结直肠癌化疗敏感性的潜在治疗靶点,联合RCC1抑制与化疗药物可能改善耐药CRC患者的治疗结局。

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

临床样本分析

评估RCC1在结肠癌组织中的表达及其与患者预后和临床病理特征的关系。

使用组织微阵列(HColA180Su19)包含93例结肠肿瘤和85例配对的癌旁组织,通过IHC检测RCC1表达,分析其与总生存期的关联。

2

体外功能实验

验证RCC1敲低对CRC细胞增殖、细胞周期、凋亡和药物敏感性的影响。

在HCT116和DLD-1细胞中敲低RCC1,通过CCK-8、克隆形成、流式细胞术和细胞球实验检测细胞功能。

3

体内异种移植实验

评估RCC1敲低联合5-FU或Doxo在体内的抗肿瘤效果和耐受性。

将耐药HCT116细胞(shRCC1或对照)皮下注射到裸鼠,成瘤后分组给药,监测肿瘤体积和体重。

4

DNA损伤与修复评估

研究RCC1敲低对化疗药物诱导DNA损伤及修复能力的影响。

通过γ-H2AX表达、彗星实验和免疫荧光检测DNA损伤,并在药物撤除后不同时间点监测修复动态。

5

转录组分析

揭示RCC1敲低影响的分子通路和DNA修复相关基因。

对5-FU耐药HCT116细胞(sh3或对照)进行RNA-seq,进行GSEA、KEGG和GO富集分析。

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
人结肠组织微阵列Shanghai Outdo Biotech Co., Ltd.--
DMEM/F12培养基GibcoC11330500BT
胎牛血清Procell164210-50
青霉素-链霉素BeyotimeC0222
RPMI-1640培养基GibcoC11875500BT
DMEM培养基GibcoC11995500BT
CCK-8试剂盒BeyotimeC0039
结晶紫染色液BeyotimeC0121
碘化丙啶----
Triton X-100BeyotimeP0096
FITC-Annexin V凋亡检测试剂盒ThermoFisher88-8005-74
彗星电泳试剂盒BeyotimeC2041M
超低吸附96孔U底板Corning7007
超低吸附6孔板Corning3471

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、培养基组成、血清和抗生素浓度
阅读提示:Methods:Cell lines and CRC tissue microarray
RCC1敲低
shRNA序列、转染方法、敲低效率验证
阅读提示:Methods:Lentiviral packaging and establishment of stable cell lines(具体细节见补充方法)
药物处理
药物浓度、处理时间、细胞系类型(亲本或耐药)
阅读提示:Results:Figure 4和Supplementary Figures 4-6
细胞周期和凋亡检测
PI染色、Annexin V染色、流式细胞仪型号
阅读提示:Methods:Cell cycle and apoptosis assays
彗星实验
细胞处理时间、药物浓度、恢复时间
阅读提示:Methods:Comet assay
体内实验
动物种类、注射细胞数量、给药剂量和频率、分组
阅读提示:Figure 5A和Supplementary Figure 7A