Asporin调控胃癌细胞的糖酵解和干性

Asporin regulates glycolysis and stemness of gastric cancer cells.

作者信息Guoxi Xu, Zhicong Cai, Yixiang Zhuang, Huaishuai Wang, Qiyi Lin, Tao Guo, Houquan Tao
PMID41680372
发布时间2026-02-13
DOI10.1007/s10735-026-10732-3

实验完整度

结合了转录组数据分析、体外细胞功能实验(敲低、MTT、流式、Transwell、克隆/成球)、代谢检测及体内异种移植模型,并进行HIF1α回补验证。

主要模型

HGC27细胞系 GCIY细胞系 BALB/c裸鼠异种移植模型

重点核对

ASPN敲低效率及shASPN-2序列的有效性 HGC27和GCIY细胞中ASPN敲低后的表型变化 HIF1α过表达对ASPN缺失表型的部分回复效果 异种移植模型中ASPN缺失对肿瘤生长的影响

摘要

Asporin是由ASPN基因编码的一种小分子富含亮氨酸的蛋白聚糖,在癌症生物学中扮演重要角色。其在胃癌中的致癌作用已被充分证实,尤其是在促进增殖、抗凋亡和迁移/侵袭方面。然而,ASPN在调节胃癌细胞糖酵解和干性方面的功能仍未得到充分探索。在此,我们首先分析了已发表的转录组数据集,证实ASPN在胃癌组织中相对于非癌胃组织过表达。此外,生物信息学结果表明,与ASPN表达相关的差异表达基因调控上皮-间质转化和干性相关通路。值得注意的是,ASPN表达预示着患者生存不良。我们利用ASPN缺失的HGC27和GCIY胃癌细胞系(它们高表达ASPN)进行了全面的细胞生物学检测。ASPN敲低显著损害了胃癌细胞活力,降低了其迁移和侵袭能力,并增加了凋亡。我们还观察到,ASPN缺失破坏了糖酵解并降低了胃癌细胞的干性,表现为集落和球体形成能力降低以及干性标志物表达下调。功能上,HIF1α过表达部分挽救了ASPN缺失引起的缺陷,将HIF1α定位为关键的下游效应因子。为了验证我们的体外发现,我们使用了异种移植胃癌小鼠模型。与我们的体外数据一致,ASPN缺失的胃癌细胞在体内表现出肿瘤生长和干性降低。总之,我们的数据表明ASPN在胃癌中具有致癌作用,增强增殖、迁移、侵袭、糖酵解和干性,同时抑制凋亡。这些发现明确了ASPN的关键致癌功能,并强调了靶向ASPN-HIF1α轴在胃癌中的治疗潜力。

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
ASPN是否通过调控糖酵解和干性影响胃癌细胞的恶性行为?
核心机制
ASPN通过HIF1α依赖性方式增强胃癌细胞的糖酵解和干性。
主要证据
ASPN敲低降低HGC27和GCIY细胞的活力、迁移、侵袭,增加凋亡,破坏糖酵解,降低干性标志物表达和集落/成球能力;HIF1α过表达部分逆转这些缺陷;体内异种移植模型证实ASPN缺失抑制肿瘤生长和干性。
研究意义
该研究明确了ASPN在胃癌中的致癌功能,并提示ASPN-HIF1α轴可能是胃癌治疗的潜在靶点。

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

评估ASPN表达及功能富集分析

验证ASPN在胃癌组织中的过表达及其相关基因调控的通路。

利用TCGA-STAD、GSE27342、GSE63089数据集分析ASPN表达,并进行GO/KEGG富集分析。

2

构建ASPN敲低的稳定细胞系

获得ASPN功能缺失的细胞模型。

在HGC27和GCIY细胞中感染表达shASPN或shNC的慢病毒,经嘌呤霉素筛选建立稳定敲低细胞系。

3

验证ASPN对细胞恶性行为的影响

检测ASPN敲低对胃癌细胞增殖、凋亡、迁移和侵袭的影响。

使用MTT、7-AAD、Annexin V/PI、Transwell等实验评估细胞活力、细胞周期、凋亡及迁移/侵袭能力。

4

分析ASPN对糖酵解的影响

确定ASPN是否调节胃癌细胞的糖酵解。

通过ECAR和OCR分析、葡萄糖消耗、乳酸、ATP、G6PD、pH测定及糖转运蛋白表达检测,评估ASPN敲低后的糖酵解变化。

5

评估ASPN对干性的影响

确定ASPN是否维持胃癌细胞的干性。

通过集落形成、成球实验、CD44流式分析及干性标志物(OCT4, NANOG, MYC)Western blot检测,评估ASPN敲低后的干性变化。

6

验证HIF1α作为下游效应子的作用

验证HIF1α是否介导ASPN对糖酵解和干性的调控。

通过HIF反应性荧光素酶报告基因实验检测ASPN对HIF1α转录活性的影响;在ASPN敲低细胞中过表达HIF1α,观察对成球能力、糖酵解及相关蛋白表达的回复作用。

7

体内验证ASPN的作用

验证ASPN在体内对胃癌生长、糖酵解和干性的影响。

将ASPN缺陷或对照的HGC27细胞皮下注射到裸鼠,观察肿瘤生长,并通过IHC、TUNEL和Western blot评估增殖、凋亡、糖酵解和干性标志物。

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--
RPMI-1640培养基----
MEM培养基----
病毒滴度测定试剂盒Takara631476
聚凝胺YEASEN40804ES76
嘌呤霉素YEASEN60210ES25
RIPA裂解液Sigma-Aldrich20-188
Pierce™ BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific23225
PVDF膜Sigma-Aldrich--
ECL底物Thermo Fisher Scientific32106
ASPN抗体Proteintech27602-1-AP
GLUT1抗体Proteintech21829-1-AP
GLUT3抗体Proteintech20403-1-AP
GLUT4抗体Abcamab33780
SCO2抗体Proteintech21223-1-AP
NANOG抗体Proteintech14295-1-AP
MYC抗体Proteintech10828-1-AP
CD44抗体Proteintech15675-1-AP
HIF1α抗体Proteintech20960-1-AP
Actin抗体Proteintech20536-1-AP
HRP标记的抗兔IgGProteintechSA00001-2
TRIzol试剂Invitrogen--
High-Capacity cDNA逆转录试剂盒Applied Biosystems--
SYBR® Green荧光染料Roche--
双荧光素酶报告基因检测试剂盒VazymeDL101-01
MTT试剂BeyotimeST316
7-AAD检测试剂盒ORiCells BiotechnologyORCCY014A
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒SolarbioCA1020
CD44抗体BioLegend397517
Transwell小室Corning--
结晶紫Merck--
基质胶BD Sciences356235
B27补充剂Gibco17504044
碱性成纤维细胞生长因子Novoprotein--
表皮生长因子Novoprotein--
胰岛素Gibco--
葡萄糖摄取比色检测试剂盒MerckMAK083-1KT
L-乳酸检测试剂盒ElabscienceE-BC-K044-M
G6PD检测试剂盒BestBioBB-4720
ATP检测试剂盒BeyotimeS0026B
pH计INESAPHSJ-6 L
Seahorse XFe96细胞外通量分析仪Agilent--
Seahorse XF96 V3 PS细胞培养微孔板Agilent101085-004
寡霉素Merck495455
FCCPMerck370-86-5
鱼藤酮MerckPHL22642
Ki67抗体AbcamAb15580
二抗ProteintechB900210
TUNEL检测试剂盒ElabscienceE-CK-A320

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
细胞系来源和培养条件,如GCIY使用MEM+15%FBS,HGC-27使用DMEM+10%FBS
阅读提示:Materials and methods - Cell culture
慢病毒感染与稳定细胞构建
MOI=15,polybrene浓度8 µg/mL,嘌呤霉素筛选浓度2 µg/mL
阅读提示:Materials and methods - Plasm id construction and Stable cell construction
细胞活力检测
细胞接种密度1×10⁴/孔,MTT处理时间4小时,OD490nm测量
阅读提示:Materials and methods - Cell viability measurement
细胞周期与凋亡分析
7-AAD染色细胞数5×10⁵,Annexin V/PI染色细胞数1.5×10⁵,孵育时间和处理温度
阅读提示:Materials and methods - Flow cytometry assay
迁移与侵袭实验
Transwell细胞数3×10⁴,培养时间2天,Matrigel包被比例1:5,结晶紫染色浓度0.1%
阅读提示:Materials and methods - Migration and invasion assay
代谢检测
ECAR和OCR分析所用细胞数5×10⁴/孔,药物处理顺序和浓度(Oligomycin, FCCP, Rotenone, Antimycin A)
阅读提示:Materials and methods - Extracellular acidification rate (ECAR) and O2 consumption rate (OCR) measurement
体内异种移植
小鼠周龄、每组数量(10只)、接种细胞数2×10⁶/只,测量时间点和肿瘤体积计算公式
阅读提示:Materials and methods - Xenograft assay