胃癌的下一代测序分析鉴定白血病抑制因子受体为胃癌进展的驱动因素及不良预后的预测因子。

Next-Generation Sequencing Analysis of Gastric Cancer Identifies the Leukemia Inhibitory Factor Receptor as a Driving Factor in Gastric Cancer Progression and as a Predictor of Poor Prognosis.

作者信息Cristina Di Giorgio, Silvia Marchianò, Elisabetta Marino, Michele Biagioli, Rosalinda Roselli, Martina Bordoni, Rachele Bellini, Ginevra Urbani, Angela Zampella, Eleonora Distrutti, Annibale Donini, Luigina Graziosi, Stefano Fiorucci
PMID35847866
发布时间2022-06-30
DOI10.3389/fonc.2022.939969

实验完整度

包含RNA-seq患者样本分析、体外细胞功能实验(增殖、EMT、迁移、粘附)和机制验证(JAK/STAT3磷酸化),多个独立证据层级。

主要模型

MKN45胃癌细胞系 31例胃癌患者配对肿瘤及正常黏膜样本

重点核对

LIF处理浓度:0.5-100 ng/ml,最佳有效浓度10 ng/ml EC359处理浓度:25-1000 nM,有效浓度25-100 nM MKN45细胞血清饥饿24小时,刺激时间8-48小时 细胞增殖检测:MTS法,10次重复 JAK/STAT3磷酸化检测:Western blot,LIF 10 ng/ml处理20分钟

摘要

胃癌是全球癌症相关死亡的第三大原因。然而,由于胃癌筛查项目不具有成本效益,大多数患者在晚期才被诊断,此时手术选择有限。腹膜播散在诊断时约三分之一的胃癌患者中发生,并且是不良结局的有力预测因子。尽管具有临床相关性,但胃癌腹膜转移发展的生物学和分子机制仍知之甚少。在这里,我们报告了来自31例伴有或不伴有腹膜癌病的胃癌患者的配对非肿瘤和肿瘤胃样本的转录组表达高通量测序结果。RNA-seq分析发现了一组高度上调或下调的基因,包括白血病抑制因子受体和ONECUT2,这些基因在伴有腹膜疾病的患者中与无腹膜受累的患者相比差异调控。LIFR和ONECUT2在单变量统计分析中均预测生存。LIFR及其主要配体LIF属于白细胞介素-6细胞因子家族,在几种人类癌症的免疫系统调节、癌变和播散中发挥核心作用。为了确认LIF/LIFR通路促进胃癌进展的机制作用,用LIF和LIFR抑制剂体外挑战胃癌细胞系。在几个胃癌细胞系中,MKN45细胞显示出更高的受体表达,其暴露于LIF促进浓度依赖的增殖和上皮-间质转化,如E-钙黏蛋白/波形蛋白相对表达的调节以及JAK和STAT3磷酸化和获得迁移表型所示。此外,暴露于LIF在离体测定中促进了MKN45细胞对腹膜的粘附。这些效应被LIFR信号的药理学阻断所逆转。总之,这些数据表明LIFR可能在促进胃癌患者疾病进展和腹膜播散中起主要作用,并且开发LIF/LIFR抑制剂可能在胃癌治疗中发挥作用。

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
LIF/LIFR信号通路是否促进胃癌进展和腹膜播散,以及其作为预后标志物和治疗靶点的潜力。
核心机制
LIF/LIFR信号通过JAK/STAT3磷酸化促进胃癌细胞增殖、上皮-间质转化(EMT)和迁移。
主要证据
RNA-seq显示LIFR在伴腹膜癌病胃癌中高表达且预测不良预后;体外实验证实LIF促进MKN45细胞增殖、EMT和迁移,EC359抑制LIFR可逆转这些效应。
研究意义
作者提出LIF/LIFR抑制剂可能在胃癌治疗中具有潜在应用价值。

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

RNA-seq转录组分析

鉴定与腹膜转移相关的差异表达基因

对31例胃癌患者的配对肿瘤和正常黏膜样本进行AmpliSeq转录组测序,比较伴和不伴腹膜癌病患者的基因表达差异。

2

LIFR表达验证

验证LIFR在胃癌组织中的表达及其与腹膜癌病和预后的关系

通过RNA-seq数据和免疫组化检测LIFR在胃癌组织中的表达,并分析与患者生存的关系。

3

体外细胞增殖和EMT实验

评估LIF/LIFR信号对胃癌细胞增殖和EMT的影响

用LIF刺激MKN45细胞,检测细胞增殖、EMT标志物表达,并用LIFR抑制剂EC359处理以验证特异性。

4

机制验证(JAK/STAT3通路)

验证LIF/LIFR信号是否激活JAK/STAT3通路

Western blot检测LIF和EC359处理下JAK1和STAT3的磷酸化水平。

5

迁移和腹膜粘附实验

评估LIF/LIFR信号对胃癌细胞迁移和腹膜粘附的影响

伤口愈合实验检测细胞迁移,离体实验检测细胞对小鼠腹膜的粘附。

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
PureLink RNA小提试剂盒Thermo Fisher Scientific--
Qubit RNA HS检测试剂盒Thermo Fisher Scientific--
Ion AmpliSeq转录组人类基因表达核心面板Thermo Fisher Scientific--
SuperScript Vilo cDNA合成试剂盒Thermo Fisher Scientific--
Ion 540试剂盒-ChefThermo Fisher Scientific--
Ion S5测序仪Thermo Fisher Scientific--
Trizol试剂Invitrogen--
Direct-zol RNA小提试剂盒(含Zymo-Spin IIC柱)Zymo Research--
FastGene Scriptase基础试剂盒Nippon Genetics--
SYBR Select预混液Thermo Fisher Scientific--
Step One Plus实时荧光定量PCR仪Applied Biosystems--
Elabscience二步法Poly-HRP抗兔/小鼠IgG检测系统Elabscience--
抗LIFR兔多克隆抗体Abcamab235908
Nikon DS-Ri2相机Nikon--
CellTiter 96 AQueous One Solution细胞增殖检测试剂盒Promega--
Ki-67单克隆抗体eBioscience--
DAPI----
IC固定缓冲液eBioscience--
透化缓冲液eBioscience--
ATTUNE NxT流式细胞仪Thermo Fisher Scientific--
RIPA裂解液----
抗Jak1抗体Santa Cruz Biotechnologysc-7228
抗磷酸化Jak1抗体GeneTexGTX25493
抗STAT3抗体Santa Cruz Biotechnologysc-8019
抗磷酸化STAT3抗体GeneTexGTX118000
抗GAPDH抗体Bioss Antibodiesbs2188R
Immobilon Western化学发光试剂MilliporeSigma--
iBright成像系统Invitrogen--
白血病抑制因子SinoBiological14890-H02H
EC359MedChemExpress--

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
RNA-seq
患者分组(P0/Cy0 vs P+/Cy+)、RNA提取量和质量、测序平台和试剂盒
阅读提示:Materials and Methods: AmpliSeq Transcriptome
细胞培养
细胞系来源、培养基和添加剂、血清饥饿时间、刺激时间
阅读提示:Materials and Methods: Gastric Cancer Cell Lines
细胞增殖实验
细胞接种密度、LIF浓度、EC359浓度、处理时间、重复次数
阅读提示:Materials and Methods: Cell Proliferation Assay; Figure 5, 6
流式细胞术
细胞密度、LIF和EC359浓度、固定和透化试剂、抗体
阅读提示:Materials and Methods: Flow Cytometry
Western blot
细胞密度、LIF和EC359浓度、处理时间、抗体稀释度
阅读提示:Materials and Methods: Western Blot Analysis; Figure 7
伤口愈合实验
细胞密度、划痕方式、LIF和EC359浓度、观察时间点
阅读提示:Materials and Methods: Wound Healing Assay; Figure 8
腹膜粘附实验
细胞密度、LIF和EC359浓度、BCECF-AM浓度、孵育时间
阅读提示:Materials and Methods: Cell Adhesion to Peritoneum; Figure 8