NDC80通过巨噬细胞极化和PI3K/AKT通路激活促进食管鳞状细胞癌的上皮-间质转化

NDC80 promotes epithelial to mesenchymal transition of esophageal squamous cell carcinoma through macrophages polarization and PI3K/AKT pathway activation.

作者信息Jiao Shu, Chenbo Yang, Zexin Sun, Yinghao Liang, Na Zhao, Xiaonan Liu, Yiwei Li, Muhammad Saud Tabish, Miaomiao Sun, Kuisheng Chen
PMID41207896
发布时间2025-11-10
DOI10.1186/s40001-025-03397-3

实验完整度

包含体外功能实验、共培养、体内异种移植模型及临床样本验证等多层级证据。

主要模型

ESCC细胞系(EC-1等) THP-1来源巨噬细胞 NOD-SCID小鼠皮下异种移植模型 ESCC患者组织样本(61例)

重点核对

NDC80过表达或敲低对EMT标志物和细胞迁移侵袭的影响 NDC80对巨噬细胞极化的影响及分泌的细胞因子M-CSF和CXCL-2 PI3K/AKT通路在NDC80介导的EMT中的作用(使用LY294002) 皮下异种移植模型中肿瘤生长、巨噬细胞浸润和EMT标志物

摘要

目的:食管鳞状细胞癌(ESCC)是一种致命的恶性肿瘤,治疗选择有限,主要由于其侵袭性转移行为。本研究旨在通过识别关键癌基因并探究其功能机制,阐明ESCC转移的分子驱动因素。方法:通过整合生物信息学筛选,我们确定NDC80为转移的潜在调节因子。NDC80在ESCC进展中的作用和潜在机制尚未完全阐明。我们进行了体外功能检测,包括实时PCR、蛋白质印迹和流式细胞术,以评估NDC80对上皮-间质转化(EMT)和恶性行为的影响。机制研究如共培养系统和ELISA,用于评估肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)极化,特别关注PI3K/AKT通路。在体内,我们在免疫缺陷小鼠中建立了皮下异种移植模型,以验证NDC80对ESCC进展的影响。使用ESCC组织样本的免疫组织化学分析进行了临床验证。结果:NDC80被确定为具有临床意义的癌基因,在ESCC组织中显著过表达,与晚期浸润深度、淋巴转移和血管浸润相关。功能上,NDC80促进肿瘤细胞迁移、侵袭和EMT进展。机制上,NDC80通过分泌M-CSF和CXCL-2诱导M2巨噬细胞极化,从而营造促肿瘤微环境,进而激活PI3K/AKT通路,进一步放大EMT。结论:我们的发现将NDC80确立为ESCC转移的主要调节因子,通过激活TAM介导的PI3K/AKT并促进EMT。这些见解将NDC80定位为一个有前景的治疗靶点,为预防ESCC进展提供了潜在策略。

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
NDC80在食管鳞状细胞癌转移中扮演何种角色,其机制是否涉及巨噬细胞极化和PI3K/AKT通路?
核心机制
NDC80通过分泌M-CSF和CXCL-2诱导M2巨噬细胞极化,进而激活PI3K/AKT通路,促进EMT和转移。
主要证据
体外实验显示NDC80过表达增强迁移侵袭和EMT,共培养实验表明其诱导M2极化,体内实验证实肿瘤生长加速和EMT增强,临床样本显示NDC80与不良预后相关。
研究意义
NDC80作为预后生物标志物和潜在治疗靶点,靶向NDC80或其下游通路可能抑制ESCC转移。

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

生物信息学筛选NDC80

鉴定与ESCC和TAM相关的关键基因

整合分析GEO数据集(GSE100942、GSE89102、GSE59948)差异表达基因,通过STRING蛋白互作网络分析确定NDC80为核心基因。

2

体外功能验证NDC80对EMT的影响

验证NDC80对ESCC细胞EMT、迁移和侵袭的影响

在EC-1细胞中过表达或敲低NDC80,检测EMT标志物表达(E-cadherin、N-cadherin、Vimentin)及迁移侵袭能力(Transwell实验)。

3

共培养验证NDC80对巨噬细胞极化的影响

探究NDC80对巨噬细胞极化的影响及分泌因子

将NDC80过表达或敲低的ESCC细胞与THP-1来源巨噬细胞共培养,检测巨噬细胞标志物和细胞因子分泌。

4

验证M2巨噬细胞对EMT的促进作用

验证NDC80诱导的M2巨噬细胞是否促进EMT

用共培养上清处理ESCC细胞,检测EMT标志物和迁移侵袭能力。

5

体内模型验证NDC80的功能

验证NDC80在体内对肿瘤生长、巨噬细胞极化和EMT的影响

建立NOD-SCID小鼠皮下异种移植模型,注射NDC80过表达或对照细胞;另一实验注射共培养上清,检测肿瘤生长和标志物。

6

临床样本验证NDC80的表达与预后

评估NDC80在ESCC组织中的表达及其临床意义

对61例ESCC组织及配对的正常组织进行免疫组化染色,分析NDC80表达与临床病理特征及预后的关系。

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----
RPMI 1640培养基----
胎牛血清Vazyme--
青霉素-链霉素Vazyme--
佛波醇12-十四酸酯13-乙酸酯SigmaP1585-1MG
脂多糖SigmaL2630
干扰素-γPeprotech300-02-20
白细胞介素-4Peprotech200-04-5UG
白细胞介素-13Peprotech200-13-2UG
Transwell小室FALCON353090
LY294002MCE20
NDC80过表达质粒GenePharma--
sh-NDC80GenePharma--
TRIzol试剂Vazyme--
HiScript III All-in-one RT SuperMix Perfect for qPCRVazyme--
Taq Pro Universal SYBR qPCR Master MixVazyme--
RIPA裂解液Cwbio--
BCA蛋白定量试剂盒Cwbio--
NDC80抗体abcamab109496
E-钙黏蛋白抗体AffinityAF0131
波形蛋白抗体abcamab92547
N-钙黏蛋白抗体abcamab76011
GAPDH抗体Proteintech10494-1-AP
PI3K抗体CST4257T
AKT抗体CST4691T
p-AKT抗体CST4060T
HRP偶联二抗ProteintechSA00001-2
Transwell小室BD Biosciences--
基质胶BD Biosciences--
24孔板NEST--
PE抗人CD163BioLegend333605
FITC抗人CD86BioLegend374203
APC抗人CD11bBioLegend301309
M-CSF ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-H0097
CXCL-2 ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-H1904
通用SAP试剂盒ZsbioSAP-9100
NDC80抗体Abcamab3613
E-钙黏蛋白抗体ZsbioZA-0565
波形蛋白抗体ZsbioZA-0511
CD11c抗体Abcamab52632
NOD-SCID裸鼠Vital River Laboratories--
基质胶ABW--
超滤管MilliporeUFC910096

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
细胞培养与转染
细胞系来源、培养条件、MOI值、转染条件
阅读提示:Materials and methods: Cell culture, Cell transfection
巨噬细胞分化和极化
PMA浓度、处理时间、极化因子浓度
阅读提示:Materials and methods: Macrophages differentiation and polarization
共培养实验
共培养系统、细胞比例、LY294002浓度
阅读提示:Materials and methods: Co-culture experiments
体外功能实验
Transwell实验的细胞数、时间、基质胶使用
阅读提示:Materials and methods: Cell migration and invasion assay
动物实验
动物品系、细胞注射量、上清注射量、时间点
阅读提示:Materials and methods: Animal studies