通过增加STAT3的表达和激活,持续的C5a刺激增加肾细胞癌细胞的增殖、迁移和侵袭,并促进移植瘤的生长。

By Increasing the Expression and Activation of STAT3, Sustained C5a Stimulation Increases the Proliferation, Migration, and Invasion of RCC Cells and Promotes the Growth of Transgrafted Tumors.

作者信息Jing-Min Zheng, Han-Xi Zhou, Hong-Yuan Yu, Yu-Hui Xia, Qing-Xin Yu, Hang-Shuai Qu, Jia-Qian Bao
PMID34675657
发布时间2021-10-04
DOI10.2147/CMAR.S326352

实验完整度

包含细胞实验(增殖、迁移、侵袭、Western blot、免疫荧光、钙流)、动物移植瘤模型、机制验证(STAT3抑制剂阻断)等多个独立证据层级,且包含功能验证和机制验证。

主要模型

786-O人肾细胞癌细胞系 ACHN人肾细胞癌细胞系 裸鼠皮下移植瘤模型

重点核对

细胞系:786-O和ACHN C5a过表达:Lenti-C5a慢病毒转染,稳定筛选使用嘌呤霉素(5 μg/mL) C5aR1抑制剂:PMX-53(1 μM) STAT3抑制剂:Stattic(20 μM) 动物实验:5周龄雄性裸鼠,每6只一组,皮下接种1×10^6细胞,观察8周

摘要

背景:关于C5a/C5aR1轴在不同癌细胞中的直接作用已有相互矛盾的结果报道。C5a对人肾细胞癌(RCC)细胞的直接作用及其潜在机制尚不清楚。本研究旨在探讨C5a/C5aR1轴在RCC细胞中的作用及其工作机制。方法:用设计为在细胞中过表达分泌型C5a的慢病毒Lenti-C5a感染RCC细胞,或用重组C5a直接处理,探讨这些处理对细胞的影响及其潜在机制。结果:用Lenti-C5a转染RCC细胞显著增加了C5a的产生,并显著增加了RCC细胞的增殖、迁移和侵袭,但直接将C5a加入细胞培养基没有这种效果,尽管它确实诱导了短暂的细胞内钙升高。发现RCC细胞表达羧肽酶D和M,据报道其可使C5a失活。此外,稳定转染Lenti-C5a的RCC细胞在裸鼠中产生的移植瘤比未转染或对照病毒转染的细胞更大。此外,C5a的过表达显著增加了STAT3的表达和磷酸化以及磷酸化JNK水平。此外,C5a过表达对RCC细胞增殖、迁移和侵袭的影响可被STAT3特异性抑制剂Stattic阻断。结论:C5a/C5aR1轴的慢性过度激活可直接增加RCC细胞的增殖、迁移和侵袭,从而直接促进疾病的进展。STAT3通路的过度激活是其中的潜在机制。

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
C5a/C5aR1轴直接作用对人肾细胞癌细胞表型的影响及其潜在机制。
核心机制
持续的C5a刺激通过激活C5aR1,上调STAT3表达和磷酸化(及JNK磷酸化),从而促进RCC细胞的增殖、迁移和侵袭。
主要证据
使用Lenti-C5a慢病毒过表达分泌型C5a的786-O和ACHN细胞,与直接添加重组C5a对比,发现过表达显著增加增殖(CCK8)、迁移(划痕)、侵袭(Matrigel),且可被PMX-53和Stattic阻断;同时C5a过表达显著增加STAT3和p-STAT3水平,并促进裸鼠移植瘤生长。
研究意义
研究提示慢性C5a/C5aR1过度激活直接促进RCC进展,阻断该轴可能成为治疗RCC的有效策略,并为肾癌中STAT3组成性激活提供新机制。

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

检测C5aR1和C5a的表达

确认RCC细胞中C5a受体和配体的基础表达情况。

通过RT-PCR、Western blot和免疫荧光检测786-O和ACHN细胞中C5aR1的表达;通过ELISA检测细胞培养上清中C5a水平。

2

直接添加重组C5a处理RCC细胞

评估外源可溶性C5a对RCC细胞功能的直接影响。

将100 nM重组C5a直接加入细胞培养基,检测细胞增殖、迁移、侵袭及细胞内钙水平。

3

检测RCC细胞中羧肽酶表达

探究外源C5a失活的原因。

通过Western blot检测786-O和ACHN细胞中CPD、CPM、CPN、CPZ的表达。

4

过表达分泌型C5a

模拟持续C5a刺激对RCC细胞功能的影响。

用Lenti-C5a慢病毒转染786-O和ACHN细胞,筛选稳定细胞系,检测细胞增殖、迁移、侵袭及C5a分泌水平。

5

阻断C5aR1验证特异性

验证C5a过表达的作用是通过C5aR1介导的。

在C5a过表达细胞中加入C5aR1抑制剂PMX-53,检测细胞功能变化。

6

体内移植瘤实验

评估C5a过表达对体内肿瘤生长的影响。

将未转染、对照病毒转染、Lenti-C5a转染的786-O或ACHN细胞皮下接种裸鼠,监测肿瘤生长,8周后测量肿瘤大小和重量。

7

机制研究:检测信号通路

探究C5a过表达影响RCC细胞功能的信号通路。

通过Western blot检测786-O细胞中AKT、ERK、p38、JNK、STAT3的总蛋白和磷酸化水平。

8

抑制STAT3验证机制

验证STAT3通路在C5a过表达中的作用。

在786-O细胞(未转染和C5a过表达)中加入STAT3抑制剂Stattic,检测增殖、迁移和侵袭的变化。

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
RPMI-1640培养基Meilun Biology Technology--
Lenti-C5a慢病毒----
聚凝胺----
嘌呤霉素----
重组C5aNovoproteinCR52
PMX-53Sigma-Aldrich5336830001
StatticTargetmolT6308
TRIzol试剂Thermo Fisher Scientific9109
PrimeScript RT预混液试剂盒Takara BiotechnologyRR820A
RIPA裂解液Solarbio TechnologyR0020
蛋白酶抑制剂混合物Targetmol--
PVDF膜Merck KgaA--
化学发光HRP底物Merck KgaAWBULS0100
抗C5aR1抗体LifespanLs-B5559
抗AKT抗体Cell Signaling Technology4691S
抗磷酸化AKT抗体Cell Signaling Technology4060S
抗β-肌动蛋白抗体ImmunowayYT0099
抗ERK1/2抗体Cell Signaling Technology4695S
抗磷酸化ERK1/2抗体Cell Signaling Technology4370S
抗p38抗体Cell Signaling Technology8690S
抗磷酸化p38抗体Cell Signaling Technology4511S
抗STAT3抗体Cell Signaling Technology9139T
抗磷酸化STAT3抗体Cell Signaling Technology9145T
抗磷酸化SAPK/JNK抗体Cell Signaling Technology4668T
抗GAPDH抗体ImmunowayYM3029
抗CPD抗体Novus BiologicalsNBP1-91447
抗CPM抗体Novus BiologicalsNBP1-87403
抗CPN抗体LifespanLs-c166993
抗CPZ抗体LifespanLs-199274
HRP标记的山羊抗兔IgGImmunowayB0201
HRP标记的兔抗小鼠IgGImmunowayB0101
Cy3标记的山羊抗兔IgGYeasen Biotechnology33108ES60
牛血清白蛋白Beyotime Institute of Biotechnology--
Fluo-3 AM钙指示剂Beyotime Institute of BiotechnologyS1056
CCK-8试剂盒Beyotime Institute of Biotechnology--
BioCoat Matrigel侵袭小室BD Biosciences--
共聚焦显微镜LSM-800Zeiss GmbH--
荧光显微镜Zeiss GmbH--
Leica DMi1显微镜Leica--
ImageJ软件National Institutes of Health--
人C5a ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-H0190c
SPSS软件IBM19.0

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:786-O和ACHN;培养基:RPMI-1640,10%胎牛血清
阅读提示:见Materials and Methods - Cell Culture, Transfection, and Treatment
C5a过表达
慢病毒Lenti-C5a构建:IL6信号肽序列(117-203 of NM_000600.3)和C5a编码区(2079-2300 of NM_001317163);转染密度:1×10^5/孔(12孔板);病毒量:5×10^5病毒颗粒;polybrene:8 μg/mL;筛选:嘌呤霉素5 μg/mL,1周
阅读提示:见Materials and Methods - Cell Culture, Transfection, and Treatment
药物处理
重组C5a:100 nM;PMX-53:1 μM;Stattic:20 μM
阅读提示:见Materials and Methods - Cell Culture, Transfection, and Treatment及Figure legends 4、7
细胞增殖
细胞接种密度:786-O 3×10^3/孔,ACHN 5×10^3/孔;检测时间点:6、24、48、72 h
阅读提示:见Materials and Methods - Cell Proliferation Assay
细胞侵袭
细胞饥饿:无血清培养基24 h;上室细胞数:ACHN 5×10^4,786-O 1.5×10^4;下室含10% FBS;24 h后计数;每室至少10个视野(100×)
阅读提示:见Materials and Methods - Cell Invasion Assay
细胞迁移
细胞接种密度:5×10^6/孔(6孔板);饥饿:无血清培养基24 h;用无菌枪头划痕;图像采集时间点未具体说明
阅读提示:见Materials and Methods - Cell Migration Assay
动物实验
小鼠:5周龄雄性裸鼠;分组:未转染、对照病毒、Lenti-C5a;每组6只;细胞接种数量:1×10^6/只;皮下注射;观察8周
阅读提示:见Materials and Methods - Allogeneic Transplantation of Tumors
Western blot
蛋白上样量:10 μg;抗体稀释度及货号需核对;内参:β-actin或GAPDH
阅读提示:见Materials and Methods - Western Blot Analysis及Figure legends 3、6