天冬氨酸β-羟化酶调控Ly6基因的表达

Aspartate β-hydroxylase Regulates Expression of Ly6 Genes.

作者信息Madiha Kanwal, Jana Smahelova, Barbora Ciharova, Shweta Dilip Johari, Jaroslav Nunvar, Mark Olsen, Michal Smahel
PMID38356711
期刊J Cancer
发布时间2024-01-01
DOI10.7150/jca.90422

实验完整度

包含CRISPR/Cas9基因敲除、小分子抑制剂处理、体外功能实验(增殖、迁移、侵袭)及转录组测序等独立证据层级,并进行RT-qPCR和免疫印迹验证。

主要模型

小鼠肿瘤细胞系TC-1、TC-1/A9、MK16/KLL TC-1/dASPH(ASPH基因敲除克隆) 人肿瘤细胞系HeLa、CaSki、SiHa、Detroit 562、MCF-7

重点核对

ASPH抑制或敲除后细胞增殖、迁移、侵袭能力的变化 RNA-seq差异基因中Ly6a和Ly6c1的下调 MO-I-1151抑制剂浓度(0.1-20 μM)及处理时间(24 h、48 h等) 细胞系ASPH蛋白表达水平差异

摘要

背景:人类肿瘤中天冬氨酸β-羟化酶(ASPH)的过表达通过刺激细胞增殖、迁移和侵袭促进肿瘤进展。已鉴定出受ASPH影响的若干信号通路,但ASPH羟化的大量潜在靶点提示可能涉及其他机制。本研究旨在揭示ASPH信号的新靶点。方法:使用小分子抑制剂MO-I-1151抑制ASPH后,通过增殖实验、Transwell实验和球体侵袭实验检测ASPH对三种小鼠肿瘤细胞系致瘤性的影响。还使用CRISPR/Cas9系统使ASPH失活。随后进行批量RNA测序的转录组分析,并评估差异基因表达。通过定量PCR和免疫印迹验证表达数据。结果:抑制或消除ASPH可降低细胞系的增殖及其迁移和侵袭能力。在多个细胞系中差异表达的基因中,发现了淋巴细胞抗原6(Ly6)家族的两个成员Ly6a和Ly6c1。它们的下调在蛋白质水平通过免疫印迹得到确认,免疫印迹还显示其他小鼠细胞系中ASPH抑制后它们也减少。在人肿瘤细胞系中,ASPH抑制后Ly6D和Ly6K蛋白的产生减少。结论:由于Ly6基因表达增加与小鼠和人类肿瘤的发生发展相关,这些结果提示ASPH致瘤性的新机制,并支持ASPH作为癌症治疗靶点的实用性。

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
ASPH除了已知的Notch和SRC信号通路外,是否通过其他靶点促进肿瘤恶性表型?
核心机制
ASPH可能通过调控Ly6家族基因(如Ly6a和Ly6c1)的表达来促进肿瘤发生发展,具体机制可能涉及TGF-β信号通路的合作。
主要证据
RNA-seq显示ASPH抑制后Ly6a在3种细胞系中下调,RT-qPCR和免疫印迹验证了Ly6a和Ly6c1的mRNA和蛋白水平降低;此外,人肿瘤细胞系中Ly6D和Ly6K蛋白在ASPH抑制后减少。
研究意义
该研究揭示ASPH调控Ly6基因这一新机制,可能增强ASPH在肿瘤发生中的作用,并进一步支持ASPH作为癌症治疗靶点的价值。

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

ASPH基因敲除与细胞模型建立

验证ASPH对肿瘤细胞功能的影响,并建立ASPH失活模型。

使用CRISPR/Cas9系统在TC-1细胞中敲除ASPH基因,获得TC-1/dASPH克隆,并通过免疫印迹确认ASPH表达降低。

2

体外增殖功能检测

检测ASPH抑制或敲除对细胞增殖的影响。

使用MO-I-1151抑制剂处理细胞,进行MTT实验和集落形成实验。

3

迁移和侵袭功能检测

评估ASPH抑制对肿瘤细胞迁移和侵袭能力的影响。

采用伤口愈合实验、Transwell迁移/侵袭实验以及3D球体侵袭实验。

4

转录组分析以发现新靶点

寻找ASPH调控的新的下游基因和信号通路。

对DMSO对照和MO-I-1151处理的细胞进行RNA-seq,分析差异基因表达和基因集富集。

5

候选基因的验证

验证RNA-seq结果,确认Ly6家族基因的表达变化。

通过RT-qPCR检测Ly6a、Ly6c1等基因的mRNA表达,通过免疫印迹检测Ly6蛋白表达。

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Sigma-Aldrich--
EMEM培养基Sigma-Aldrich--
DMEM培养基Sigma-Aldrich--
胎牛血清Sigma-Aldrich--
青霉素----
链霉素Biosera--
ASPH双切口酶质粒(小鼠)Santa Cruz Biotechnologysc-425778-NIC
Lipofectamine 2000ThermoFisher Scientific--
BD FACS Aria Fusion细胞分选仪BD Biosciences--
MO-I-1151抑制剂----
MTT试剂----
二甲亚砜----
Infinite M200 Pro酶标仪TECAN--
Nikon Eclipse TE2000-S显微镜Nikon--
Transwell小室Corning--
Matrigel基质胶----
Olympus IX71显微镜Olympus--
3D培养皿Sigma Aldrich--
Cultrex 3D培养基质大鼠I型胶原R&D Systems--
Brother MFC-J5320DW扫描仪Brother--
NucleoSpin RNA试剂盒Macherey Nagel--
QuantSeq 3' mRNA文库制备试剂盒(FWD)Lexogen--
NextSeq 500测序系统Illumina--
DNA酶IJena Bioscience--
M-MLV逆转录酶Promega--
随机六聚体引物IDT--
KiCqStart SYBR Green引物Merck--
CFX384 Touch实时荧光定量PCR检测系统Bio-Rad--
Xceed qPCR SG Lo-ROX预混液IAB--
BCA蛋白定量试剂盒ThermoFisher Scientific--
小鼠ASPH抗体(NBP1-69230)Novus BiologicalsNBP1-69230
小鼠ASPH抗体(PB9478)Boster Biological TechnologyPB9478
人ASPH抗体(NBP1-69229)Novus BiologicalsNBP1-69229
Notch1抗体(3608)Cell Signaling Technology3608
活化Notch1抗体(4147)Cell Signaling Technology4147
HES1抗体(11988)Cell Signaling Technology11988
Snail抗体(3879)Cell Signaling Technology3879
Slug抗体(9585)Cell Signaling Technology9585
波形蛋白抗体(5741)Cell Signaling Technology5741
c-Myc抗体(18583)Cell Signaling Technology18583
磷酸化c-Myc-Thr58抗体(46650)Cell Signaling Technology46650
SRC抗体(2109)Cell Signaling Technology2109
磷酸化SRC-Tyr416抗体(6943)Cell Signaling Technology6943
Ly6a/Sca-1抗体(ab109211)Abcamab109211
Ly6c抗体(70362)Elabscience70362
Ly6D抗体(A17570)ABclonal TechnologyA17570
Ly6K抗体(sc-393560)Santa Cruz Biotechnologysc-393560
GAPDH抗体(MA5-157380)ThermoFisher ScientificMA5-157380
Immobilon ECL超灵敏Western HRP底物Millipore--
Amersham Imager 600成像系统GE Healthcare--

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、培养基类型、血清浓度、抗生素浓度
阅读提示:Materials and methods Cell lines
ASPH敲除
转染试剂、质粒、筛选方法
阅读提示:Materials and methods Cell lines
抑制剂处理
MO-I-1151浓度、处理时间
阅读提示:Materials and methods MTT assay, Wound healing assay, etc.
RNA-seq
RNA提取试剂盒、文库制备试剂盒、测序平台
阅读提示:Materials and methods Bulk RNA sequencing
RT-qPCR
逆转录酶、引物、内参基因、循环条件
阅读提示:Materials and methods Quantification of mRNA Expression by RT-qPCR
免疫印迹
抗体目录号、稀释比例
阅读提示:Materials and methods Immunoblotting