连接蛋白36介导的细胞间内质网应激传递诱导生长激素垂体腺瘤对SSTA耐药

Connexin 36 Mediated Intercellular Endoplasmic Reticulum Stress Transmission Induces SSTA Resistance in Growth Hormone Pituitary Adenoma.

作者信息Zihan Wang, Zhuowei Lei, Quanji Wang, Qian Jiang, Zhuo Zhang, Xiaojin Liu, Biao Xing, Sihan Li, Xiang Guo, Yanchao Liu, Xingbo Li, Yiwei Qi, Kai Shu, Huaqiu Zhang, Yimin Huang, Ting Lei
PMID38169563
发布时间2024-01-01
DOI10.7150/ijbs.86736

实验完整度

包含体外细胞实验(GH3/GH4、原代细胞)、体内异种移植模型、3D球体培养、患者样本及多种功能验证(细胞活力、凋亡、GH分泌)和机制验证(IP3、CX36敲低、药物阻断)。

主要模型

GH3大鼠垂体腺瘤细胞系 GH4大鼠垂体腺瘤细胞系 人GH腺瘤原代细胞 裸鼠/大鼠皮下异种移植瘤模型

重点核对

OCT处理浓度200nM,处理24小时 ERS抑制剂4-PBA浓度500μM CX36敲低shRNA序列及敲低效果验证 奎宁浓度100μM(体外)或50mg/kg(体内) 体内药物注射方式:每日腹腔注射,肿瘤体积测量频率

摘要

生长抑素类似物(SSTA)是肢端肥大症的一线药物治疗选择,可获得满意的肿瘤缩小和生长激素正常化。然而,仍有患者对SSTA无反应,其潜在机制尚不清楚。此外,尚无关于内质网应激(ERS)及其传递在SSTA耐药中作用的证据,这也需要研究。对原代生长激素腺瘤细胞和细胞系进行SSTA处理;使用自噬双标记LC3(mRFP-GFP)腺病毒转染、流式细胞分选、Western blotting、钙成像以及免疫荧光染色来测定ERS和自噬信号传递;利用异种移植和同系肿瘤体内模型证实ERS信号传递介导的作用。我们的结果表明,SSTA在垂体生长激素(GH)腺瘤细胞中诱导ERS。ERS信号可以在细胞间传递,导致对SSTA治疗的反应降低。此外,SSTA刺激三磷酸肌醇(IP3)升高,介导ERS的细胞间转移。此外,连接蛋白36通道介导ERS传递,其阻断剂奎宁与SSTA治疗GH腺瘤具有协同作用。我们的研究为ERS细胞间传递介导的SSTA耐药提供了见解,可转化为临床应用以提高SSTA在GH腺瘤治疗中的疗效。

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
生长抑素类似物(SSTA)治疗GH腺瘤耐药的内在机制,特别是内质网应激(ERS)及其传递在耐药中的角色。
核心机制
SSTA在GH腺瘤细胞中诱导ERS和IP3升高,IP3通过连接蛋白36(CX36)介导的间隙连接在细胞间传递,使邻近未接触药物的细胞获得ERS信号,从而降低其对SSTA的敏感性,导致耐药。
主要证据
SSTA在GH3/GH4及原代细胞中诱导ERS和自噬;共培养实验显示供体细胞中ERS可传递至受体细胞;CX36敲低或阻断剂CBX/奎宁可抑制ERS传递并增强SSTA的抑瘤效果;体内异种移植模型证实奎宁与SSTA协同抑制肿瘤生长。
研究意义
研究揭示了ERS细胞间传递介导的SSTA耐药机制,并提示CX36抑制(如奎宁)可能作为增敏剂提高SSTA在GH腺瘤治疗中的疗效,为克服耐药提供了潜在治疗靶点。

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

验证SSTA诱导ERS和自噬

明确SSTA处理是否诱导GH腺瘤细胞的ERS,以及ERS是否介导自噬。

用OCT(200nM)或PAS(200nM)处理GH3、GH4细胞和原代肿瘤细胞,通过Western blot检测ERS蛋白(GRP78等)和自噬蛋白(LC3等),并用mRFP-GFP-LC3标记自噬体观察。

2

验证ERS抑制增强SSTA敏感性

探究阻断ERS是否增强SSTA对GH腺瘤细胞的抑制效果。

使用ERS抑制剂4-PBA(500μM)联合OCT(200nM)处理细胞,检测细胞活力(CCK-8)、GH分泌(ELISA)、凋亡(流式)和细胞周期;并在裸鼠移植瘤模型中验证。

3

验证ERS信号细胞间传递

明确SSTA诱导的ERS是否能在细胞间传递,并是否导致耐药。

将GFP标记的供体细胞用OCT处理后与未处理的受体细胞直接共培养,通过流式分选分离受体细胞,检测ERS和自噬蛋白表达,并评估受体细胞对SSTA的敏感性。

4

验证IP3介导ERS传递

探究IP3是否为ERS传递的关键介质。

检测SSTA处理后IP3水平变化,使用IP3R抑制剂2-APB(100μM)阻断IP3通路,观察对ERS传递的影响及与SSTA的协同抑制作用。

5

鉴定CX36为介导ERS传递的通道

确定介导ERS传递的间隙连接蛋白类型。

通过RNA-seq分析及免疫组化检测GH腺瘤中CX36和CX43表达,构建CX36敲低细胞系,在共培养实验中观察对ERS传递和SSTA敏感性的影响。

6

评估奎宁联合SSTA的体内增效作用

验证CX36特异性阻断剂奎宁在体内是否能增强SSTA的抑瘤效果。

在裸鼠或Wistar大鼠皮下移植瘤模型中,给予OCT或PAS联合奎宁治疗,测量肿瘤体积、血浆GH水平及肢端肥大症状(体重、体长)。

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Gibco--
胎牛血清Gibco--
胰蛋白酶----
奥曲肽MCE--
帕瑞肽MCE--
衣霉素Aladdin--
4-苯基丁酸MCE--
甘珀酸二钠MCE--
2-氨基乙基二苯基硼酸酯MCE--
奎宁MCE--
GH ELISA试剂盒Elabscience--
IP3 ELISA试剂盒Elabscience--
PI细胞周期检测试剂盒Yeasen--
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒Yeasen--
流式细胞仪CytoFLEXBeckman--
mRFP-GFP-LC3腺病毒HanBio--
脂质体3000Invitrogen--
P3000Invitrogen--
嘌呤霉素----
I型鼠尾胶原蛋白Yeasen40125ES10
圆底低吸附96孔板Corning--
Fura-4 AMYeasen--
Rhod-2 AMYeasen40776ES50
荧光显微镜(OLYMPUS FV1000)Olympus--
GraphPad Prism 9.0GraphPad--

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GH3和GH4的ATCC编号(CCL-82.1TM和CCL-82.2TM),培养基成分(DMEM、10%FBS、1%双抗),培养条件(37°C、5%CO2)
阅读提示:Materials and Methods:Cell lines and primary cell culture
药物处理
各药物浓度:OCT/PAT 200nM,Tm 1μg/mL,4-PBA 500μM,CBX 100μM,2-APB 100μM,奎宁100μM;处理时间24小时
阅读提示:Materials and Methods:Drug treatment
共培养实验
供体细胞GFP标记,处理条件(OCT 200nM 24h),共培养时间24小时
阅读提示:Materials and Methods:Contact co-culture experiment
体内实验
裸鼠/大鼠皮下注射1x10^7个细胞,每日腹腔注射药物剂量(OCT/PAT 30μg/kg,4-PBA 250mg/kg,CBX 100mg/kg,奎宁50mg/kg),肿瘤体积测量频率(每3天)
阅读提示:Materials and Methods:Tumor xenograft experiments
CX36敲低
shRNA靶序列(GJD2 sh1-3),慢病毒包装方法,嘌呤霉素筛选浓度(2.5mg/mL)
阅读提示:Materials and Methods:Plasmid construction and transfection