Netrin-1通过Unc5b-MAPK轴诱导B-ALL细胞的抗凋亡和促生存效应

Netrin-1 induces the anti-apoptotic and pro-survival effects of B-ALL cells through the Unc5b-MAPK axis.

作者信息Lan Huang, Xizhou An, Yao Zhu, Kainan Zhang, Li Xiao, Xinyuan Yao, Xing Zeng, Shaoyan Liang, Jie Yu
PMID35974411
发布时间2022-08-16
DOI10.1186/s12964-022-00935-y

实验完整度

包含临床样本ELISA检测、细胞增殖凋亡实验、受体鉴定co-IP、UNC5B干扰功能验证及FAK/ERK抑制剂通路验证,证据层级丰富。

主要模型

人B-ALL细胞系REH 人B-ALL细胞系SUP-B15 B-ALL患儿外周血样本

重点核对

重组netrin-1处理浓度0,25,50,100 ng/ml,处理时间24小时 UNC5B shRNA慢病毒转染效率及敲低效果(通过Western blot验证) FAK抑制剂PF-573228浓度20nM,ERK抑制剂Magnolin浓度87nM 细胞增殖检测时间点0,24,48,72小时,每孔8000细胞

摘要

背景:B细胞急性淋巴细胞白血病(B-ALL)占所有急性淋巴细胞白血病(ALL)病例的85%以上,是最常见的儿童恶性肿瘤。尽管B-ALL患者的5年总生存率超过90%,但复发或难治性B-ALL患者可能预后不良并发生不良事件。轴突导向因子netrin-1已被报道参与多种癌症的肿瘤发生。然而,netrin-1对B-ALL的影响仍不清楚。方法:采用酶联免疫吸附试验(ELISA)试剂盒检测B-ALL患儿和无非肿瘤性疾病患儿外周血样本中netrin-1的表达水平。然后,采用CCK-8细胞增殖实验和流式细胞术检测用浓度为0、25、50和100 ng/ml的外源性重组netrin-1处理的B-ALL细胞(Reh和Sup B15)的活力和凋亡。此外,采用免疫共沉淀(co-IP)检测netrin-1的受体。用重组慢病毒在B-ALL细胞中诱导UNC5B表达干扰,然后进行CCK-8实验、流式细胞术和western blotting实验,以验证netrin-1可能通过受体Unc5b作用于B-ALL细胞。最后,应用western blotting和激酶抑制剂处理检测下游信号通路。结果:netrin-1在B-ALL中表达升高,且在高危和中危分层组患者中netrin-1表达上调。然后,我们发现netrin-1诱导B-ALL细胞的抗凋亡效应,提示netrin-1在B-ALL中发挥致癌作用。co-IP结果显示netrin-1与B-ALL细胞中的受体Unc5b相互作用。在B-ALL细胞中干扰UNC5B可消除netrin-1的抗凋亡作用。进一步的western blotting检测重组netrin-1处理的B-ALL细胞中常见信号转导通路关键分子的磷酸化水平,发现FAK-MAPK信号通路被激活。UNC5B干扰可消除netrin-1的抗凋亡效应和FAK-MAPK磷酸化。应用FAK抑制剂和ERK抑制剂处理,验证了FAK-MAPK通路可能是Unc5b的下游。结论:综上所述,我们的研究结果表明netrin-1通过结合受体Unc5b激活FAK-MAPK信号通路,诱导B-ALL细胞的抗凋亡效应。

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
Netrin-1在B-ALL中的表达及其对抗凋亡作用的影响和机制尚不清楚。
核心机制
Netrin-1通过结合受体Unc5b激活FAK-MAPK信号通路,上调Bcl-2等抗凋亡蛋白,下调Bax,从而抑制B-ALL细胞凋亡。
主要证据
ELISA检测显示netrin-1在B-ALL患者血清中升高;CCK-8和流式细胞术证明netrin-1抑制凋亡;co-IP证实netrin-1与Unc5b结合;UNC5B干扰消除抗凋亡作用;Western blotting显示FAK-MAPK通路磷酸化,FAK和ERK抑制剂阻断其效应。
研究意义
靶向Netrin-1/Unc5b-FAK-MAPK信号通路在B-ALL中的治疗潜力需要进一步评估和探索。

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

临床样本中netrin-1表达检测

评估netrin-1在B-ALL患者中的表达水平及其与风险分层的关系。

收集50例B-ALL患儿和27例非肿瘤性疾病患儿的外周血,使用ELISA试剂盒检测血清netrin-1浓度,并比较不同风险分层组间的差异。

2

netrin-1对B-ALL细胞增殖和凋亡的影响

验证外源性netrin-1对B-ALL细胞存活和凋亡的作用。

用不同浓度重组netrin-1处理REH和SUP-B15细胞,通过CCK-8检测细胞活力,流式细胞术检测凋亡,Western blot检测增殖和凋亡相关蛋白。

3

受体鉴定

确定netrin-1在B-ALL细胞中的主要受体。

用RT-PCR检测netrin-1潜在受体表达,通过co-IP检测外源性His-tagged netrin-1与候选受体的相互作用。

4

UNC5B干扰功能验证

验证Unc5b是否为netrin-1诱导抗凋亡效应所必需。

用UNC5B shRNA慢病毒转染REH和SUP-B15细胞,筛选稳定敲低细胞后,检测netrin-1处理后细胞增殖、凋亡和蛋白表达变化。

5

下游信号通路探索

探究netrin-1/Unc5b下游激活的信号通路。

检测netrin-1处理后细胞中FAK、c-Raf、Mek、Erk、Akt、p85、p65、P50的磷酸化水平;UNC5B干扰后检测FAK-MAPK通路磷酸化变化;使用FAK抑制剂PF-573228和ERK抑制剂Magnolin处理观察对细胞增殖、凋亡和蛋白表达的影响。

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。

检测样本中蛋白表达水平
检测细胞增殖活力
检测细胞凋亡
检测蛋白表达及磷酸化水平
分析受体-配体相互作用
基因敲低
检测基因表达

产品清单

实验环节名称品牌货号
RPMI 1640培养基GIBCO--
胎牛血清GIBCO10100147
CCK-8试剂盒MCE--
Annexin V-7AAD/APC凋亡检测试剂盒KeyGEN Biotech--
TRIzol试剂Invitrogen--
NanoDrop 2000紫外-可见分光光度计ThermoFisher--
TaKaRa RNA PCR试剂盒TaKaRa--
SYBR Green实时定量PCR试剂盒TaKaRa--
细胞裂解试剂盒ThermoFisher--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
PVDF膜Millipore--
ECL化学发光试剂盒Bio-Rad--
抗His标签抗体Cell Signaling Technology#12698
正常IgGZENBIOA00002
抗Neogenin抗体Abcamab183511
整合素β1抗体WanleibioWL01615
整合素α3抗体Abcamab190731
抗整合素β4抗体Abcamab182120
抗Unc5b抗体Cell Signaling Technology13851
抗Unc5a抗体Proteintech22068-1-AP
抗PCNA抗体Cell Signaling Technology13110
抗CDK4抗体Cell Signaling Technology12790
抗细胞周期蛋白E2抗体Cell Signaling Technology4132
抗Bcl-2抗体Proteintech60178-1-Ig
抗Bax抗体Proteintech60267-1-Ig
抗GAPDH抗体ZENBIO390035
抗FAK抗体Cell Signaling Technology71433
抗磷酸化FAK抗体Cell Signaling Technology8556
抗c-Raf抗体Cell Signaling Technology53745
抗磷酸化c-Raf抗体Cell Signaling Technology9421
抗MEK1/2抗体Cell Signaling Technology9126
抗磷酸化MEK1/2抗体Cell Signaling Technology9154
抗ERK1/2抗体Cell Signaling Technology4695
抗磷酸化ERK1/2抗体Cell Signaling Technology4370
抗AKT抗体Cell Signaling Technology4691
抗磷酸化AKT抗体Cell Signaling Technology4060
抗P85抗体Cell Signaling Technology4257
抗磷酸化P85抗体Cell Signaling Technology4228
抗P50抗体Cell Signaling Technology3035
抗磷酸化P50抗体Cell Signaling Technology4806
抗P65抗体Cell Signaling Technology8242
抗磷酸化P65抗体Cell Signaling Technology3303
辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔IgGZENBIO511203
辣根过氧化物酶标记的兔抗小鼠IgGZENBIO511103
PF-573228MCEHY-10461
木兰脂素MCEHY-N1314
重组netrin-1蛋白R&D Systems--
SUP-B15细胞系ATCCCRL-1929
REH细胞系ATCCCRL-8286
基质胶包被的Transwell小室Corning Costar--
尼康TE2000-U倒置荧光显微镜Nikon--
流式细胞仪BD Biosciences--

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
ELISA检测
样本量: B-ALL组n=50,对照组n=27; 血清netrin-1浓度; 检测波长450nm; 每个样本重复2次
阅读提示:Materials and methods: Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA)
细胞处理
重组netrin-1浓度: 0,25,50,100 ng/ml; 处理时间: 24h(蛋白检测)或3天(增殖)
阅读提示:Materials and methods: CCK-8 cell growth detection, Western blotting; Figure legends Fig2
凋亡检测
Annexin V-7AAD/APC染色; 流式细胞仪; 每个实验重复3次
阅读提示:Materials and methods: Detection of apoptosis by flow cytometry
受体鉴定
co-IP使用anti-His-tag抗体; 候选受体检测; 蛋白量500-1000ng
阅读提示:Materials and methods: Co-immunoprecipitation; Figure legends Fig3B
UNC5B敲低
shRNA序列; 转染时间48h; 嘌呤霉素筛选; 敲低效率验证(Western blot)
阅读提示:Materials and methods: RNA interference to the UNC5B; Figure legends Fig3C
信号通路验证
FAK抑制剂PF-573228浓度20nM; ERK抑制剂Magnolin浓度87nM; 检测磷酸化蛋白;p-FAK,p-c-Raf,p-MEK,p-ERK
阅读提示:Materials and methods: Western blotting; Figure legends Fig4, Fig5