KLF7上调THBS1通过p38 MAPK信号促进下咽鳞状细胞癌肺转移

THBS1 upregulation by KLF7 in hypopharyngeal squamous cell carcinoma contributes to lung metastasis through the p38 MAPK signaling.

作者信息Huijuan Cheng, Dongfang Tang, Shousen Hu, Zizi Zhang, Weiwei Wang
PMID41732256
期刊iScience
发布时间2026-01-27
DOI10.1016/j.isci.2026.114816

实验完整度

包含体外细胞功能实验(EdU、克隆形成、划痕、Transwell)、分子机制验证(ChIP、双荧光素酶)、体内动物模型(尾静脉肺转移模型)及临床样本分析,功能与机制验证完整。

主要模型

FaDu细胞 Detroit 562细胞 人口腔角质形成细胞(HOK) BALB/c裸鼠尾静脉肺转移模型 22例HPSCC患者肿瘤及配对癌旁组织

重点核对

THBS1敲低效率(KD-THBS1 #1/#2) KLF7敲低效率(KD-KLF7 #1) p38激活剂LX-3浓度(2 μM) p38抑制剂SB 203580浓度(20 μM) 裸鼠尾静脉注射细胞量(1×10^6个/100 μL PBS)

摘要

This study aimed to analyze the specific role of thrombospondin-1 (THBS1) in hypopharyngeal squamous cell carcinoma (HPSCC) and its mechanism. The expression of histone deacetylase 6 (HDAC6), Kruppel-like factor 7 (KLF7), and THBS1 in the tumor and peritumor tissues of patients with HPSCC, HPSCC cells, and human oral keratinocytes was examined. The function of the HDAC6/KLF7/THBS1/p38 MAPK axis in HPSCC cells was explored using lentivirus-mediated genetic interventions in combination with EdU, colony formation, wound healing, Transwell assays, and Western blot assays. An in vivo lung metastasis model in nude mice was constructed by the tail vein injection of FaDu cells. HDAC6 expression was significantly downregulated in HPSCC, losing the removal capacity of H3K9ac marks at the KLF7 promoter, leading to the upregulation of KLF7, which in turn induced THBS1 transcription to activate p38 MAPK signaling and promote the epithelial-mesenchymal transition (EMT) and lung metastasis of HPSCC cells. These findings indicate that HDAC6 hinders KLF7/THBS1/p38 MAPK axis transduction and curtails HPSCC malignant progression by impairing EMT.

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
本研究旨在探讨THBS1在HPSCC中的具体作用及其上调的分子机制。
核心机制
HDAC6在HPSCC中低表达,导致KLF7启动子H3K9ac修饰去除能力减弱,进而上调KLF7,KLF7转录激活THBS1,激活p38 MAPK信号,促进EMT和肺转移。
主要证据
通过临床样本检测、体外功能实验(EdU、克隆形成、划痕、Transwell)和体内肺转移模型,结合ChIP、双荧光素酶等分子实验,证实HDAC6/KLF7/THBS1/p38轴的作用。
研究意义
作者提出HDAC6/KLF7/THBS1/p38信号轴是HPSCC有前景的治疗靶点,调节KLF7活性或干预p38 MAPK通路可能提高治疗效果。

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

生信筛选与临床样本验证

筛选HPSCC中差异表达且具预后意义的基因,并验证THBS1在临床样本中的表达。

利用GEO数据集GSE2379筛选DEGs,与UALCAN预后基因取交集,通过STRING构建PPI网络,结合UALCAN预后分析,确定THBS1为hub基因。收集22例HPSCC患者肿瘤及配对癌旁组织,通过RT-qPCR和Western blot检测THBS1表达。

2

体外细胞功能验证

评估THBS1对HPSCC细胞增殖、迁移、侵袭及EMT的影响。

通过慢病毒介导的shRNA敲低THBS1,利用EdU、克隆形成、划痕、Transwell及Western blot、免疫荧光检测细胞功能和EMT标志物。

3

p38 MAPK通路验证

验证THBS1是否通过p38 MAPK通路影响HPSCC细胞恶性行为。

检测p38、ATF2、MK2磷酸化水平,使用p38激动剂LX-3和抑制剂SB 203580处理,观察细胞功能变化。

4

上游转录因子筛选与验证

寻找调控THBS1转录的上游转录因子,并验证其调控机制。

通过Jvenn、ChIP-seq预测、JASPAR预测和GEPIA相关性分析,确定KLF7。通过ChIP验证KLF7结合THBS1启动子,敲低KLF7后检测THBS1表达及双荧光素酶活性。

5

回复实验验证机制

验证THBS1过表达能否逆转KLF7敲低对HPSCC细胞恶性行为的抑制。

在KLF7敲低细胞中过表达THBS1,检测细胞增殖、迁移、侵袭、EMT标志物及p38通路激活情况。

6

体内肺转移模型验证

在体内验证KLF7/THBS1/p38轴对HPSCC肺转移的影响。

通过尾静脉注射不同处理的FaDu细胞构建裸鼠肺转移模型,HE染色、IHC、Western blot分析肺转移结节及EMT标志物表达。

7

上游表观遗传机制研究

探究HDAC6对KLF7启动子表观遗传修饰的影响及其对KLF7表达调控的作用。

通过UALCAN和ChIP-seq预测HDAC6与KLF7的关系,利用ChIP验证HDAC6结合KLF7启动子及H3K9ac修饰,过表达HDAC6后检测KLF7和THBS1表达。

8

临床相关性分析

分析HDAC6、KLF7、THBS1表达与HPSCC患者临床病理特征的相关性。

根据蛋白表达均值将22例HPSCC患者分为高、低表达组,使用Fisher精确检验分析基因表达与T、N、M、TNM分期的关联。

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
MEM培养基ProcellPM150410
青霉素-链霉素MedChemExpressHY-K1006
LX-3MedChemExpressHY-125980
SB 203580MedChemExpressHY-10256
TRIzol试剂Invitrogen15596018CN
基质胶BeyotimeC0371
Lipofectamine 3000转染试剂InvitrogenL3000001
RevertAid第一链cDNA合成试剂盒Thermo Fisher ScientificK1622
Power SYBR Green PCR预混液Applied Biosystems4367659
E-Click EdU细胞增殖成像试剂盒ElabscienceE-CK-A377
HE染色试剂盒SangonE607318
Pierce BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific23227
SimpleChIP酶法ChIP试剂盒Cell Signaling Technologies9003
海肾-萤火虫双荧光素酶检测试剂盒Thermo Fisher Scientific16186
人口腔角质形成细胞ScienCell2610
FaDu细胞ProcellCL-0083
Detroit 562细胞ProcellCL-0330
BALB/c裸鼠Vital River401
pGL3 Basic载体Addgene212936
pRL-TK载体YoubioVT1568
高灵敏度ECL试剂盒MedChemExpressHY-K2005
DAPIMedChemExpressHY-D0814
SDS裂解液BestbioBB-3205
DAB显色液ProteinTech GroupPR30010

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、血清浓度、抗生素浓度
阅读提示:STAR Methods: Cell culture and reagents
慢病毒感染
MOI值、细胞密度、筛选浓度和时间
阅读提示:STAR Methods: Cell culture and reagents
药物处理
LX-3浓度、SB 203580浓度、DMSO对照浓度
阅读提示:STAR Methods: Cell culture and reagents
体外功能实验
细胞接种密度、处理时间、染色方法
阅读提示:STAR Methods: Method details - EdU, colony formation, wound healing, Transwell
体内肺转移模型
动物品系、周龄、性别、细胞数量、注射体积、观察时间
阅读提示:STAR Methods: Animal studies
分子机制实验
ChIP抗体、引物、启动子区域;双荧光素酶报告基因载体
阅读提示:STAR Methods: Method details - ChIP, Dual-luciferase reporter assays