NEDD4抑制ZBTB7B介导的ADPGK转录从而阻碍肺腺癌的糖酵解和进展

Inhibition of ZBTB7B-mediated ADPGK transcription by NEDD4 impedes glycolysis and progression of lung adenocarcinoma.

作者信息Fang-Peng Liu, Ting Huang, Hai-Yan Yang, Jian-Hua Zha, Chuan Xu, Cheng-Peng Qiu, Xing Wang, Zhuo Lu, Tao Wang
PMID41807371
发布时间2026-03-11
DOI10.1038/s41389-026-00605-5

实验完整度

包含细胞实验(增殖、迁移、糖酵解)、分子机制(ChIP、荧光素酶、泛素化)、体内异种移植模型及临床样本分析等多个独立证据层级,并包含功能验证和机制验证。

主要模型

人LUAD细胞系(H1299、A549) 人支气管上皮细胞系BEAS-2B BALB/c裸鼠皮下及尾静脉异种移植模型 LUAD患者组织样本及微阵列

重点核对

ZBTB7B在LUAD组织和细胞系中的表达水平(Western blot、IHC) ZBTB7B敲低或过表达对细胞增殖、迁移和糖酵解的影响(Crystal violet、EdU、伤口愈合、Transwell、葡萄糖/乳酸/ATP检测) ZBTB7B对ADPGK启动子的直接结合及转录激活(ChIP、双荧光素酶报告基因) NEDD4对ZBTB7B的泛素化及降解(Co-IP、泛素化实验、CHX chase、MG132处理) NEDD4过表达对体内肿瘤生长和转移的影响(异种移植模型、肺转移模型)

摘要

肺腺癌是非小细胞肺癌的主要类型,由于诊断较晚、治疗耐药以及缺乏有效的代谢靶向策略,其预后较差。糖酵解增强是LUAD进展的标志,但糖酵解酶的上游转录和翻译后调控因子尚未完全明确。本研究旨在阐明转录因子和泛素连接酶协调LUAD中糖酵解激活和肿瘤进展的分子机制。我们确定ZBTB7B是非经典糖酵解酶ADPGK的转录激活因子。ZBTB7B在LUAD组织和细胞系中表达显著升高,与不良预后相关,并以ADPGK依赖性方式增强增殖、迁移和糖酵解通量。机制上,E3泛素连接酶NEDD4直接与ZBTB7B相互作用,介导其K450位点的泛素化和蛋白酶体降解,从而抑制ADPGK表达和糖酵解。NEDD4过表达在体外和体内均抑制LUAD生长,而这些效应可被ZBTB7B恢复所逆转。总之,这项工作揭示了新的NEDD4/ZBTB7B/ADPGK轴,该轴整合了糖酵解的转录和翻译后调控,为LUAD的代谢干预提供了潜在的治疗靶点。

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
转录因子ZBTB7B和E3泛素连接酶NEDD4如何协同调控肺腺癌的糖酵解和肿瘤进展?
核心机制
NEDD4通过K450位点泛素化ZBTB7B,促进其蛋白酶体降解,从而抑制ZBTB7B介导的ADPGK转录,进而抑制糖酵解和LUAD进展。
主要证据
ZBTB7B在LUAD中高表达并与不良预后相关;ChIP和荧光素酶实验证明ZBTB7B直接结合ADPGK启动子并激活其转录;Co-IP和泛素化实验证明NEDD4与ZBTB7B相互作用并介导其K450泛素化;体外和体内功能实验显示NEDD4过表达抑制肿瘤生长和转移,而ZBTB7B恢复可逆转这些效应。
研究意义
揭示NEDD4/ZBTB7B/ADPGK轴作为LUAD代谢干预的潜在治疗靶点,为开发代谢靶向疗法提供理论基础。

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

ZBTB7B表达和预后分析

验证ZBTB7B在LUAD中的表达水平及其与患者预后的关系。

利用CPTAC数据库分析ZBTB7B蛋白表达,Western blot验证配对组织,免疫组化检测组织微阵列,Kaplan-Meier生存分析评估预后。

2

ZBTB7B功能缺失和获得实验

评估ZBTB7B对LUAD细胞增殖、迁移和糖酵解的影响。

在H1299和A549细胞中敲低或过表达ZBTB7B,检测细胞生长(结晶紫)、DNA合成(EdU)、集落形成、迁移(伤口愈合和Transwell),并测量葡萄糖消耗、乳酸分泌和ATP水平。

3

ZBTB7B直接调控ADPGK转录

确定ZBTB7B是否直接结合ADPGK启动子并激活其转录。

整合ChIP-seq和糖酵解基因集,筛选ADPGK和PGM2;qRT-PCR验证表达;使用ADPGK启动子截短体和突变体进行双荧光素酶报告基因实验;ChIP实验验证直接结合。

4

ADPGK介导ZBTB7B功能

验证ADPGK是否是ZBTB7B促增殖、迁移和糖酵解效应的关键介质。

在ZBTB7B过表达细胞中敲低ADPGK,检测细胞增殖、迁移和糖酵解指标;在ZBTB7B敲低细胞中重新表达ADPGK,检测代谢指标恢复。

5

NEDD4介导ZBTB7B泛素化和降解

阐明NEDD4是否通过泛素化调控ZBTB7B蛋白稳定性。

通过Co-IP和免疫荧光验证NEDD4与ZBTB7B相互作用;CHX chase实验检测蛋白稳定性;泛素化实验检测K48/K63连接;MG132和氯喹处理确定降解途径;突变K450位点验证泛素化位点。

6

NEDD4抑制ZBTB7B/ADPGK轴的功能验证

验证NEDD4是否通过抑制ZBTB7B/ADPGK轴来抑制LUAD细胞功能。

在NEDD4过表达细胞中共表达ZBTB7B,检测ADPGK表达、细胞增殖、迁移和糖酵解指标。

7

体内异种移植和转移模型

评估NEDD4对LUAD肿瘤生长和转移的体内影响。

构建稳定过表达NEDD4和/或ZBTB7B的A549细胞,皮下注射或尾静脉注射BALB/c裸鼠,测量肿瘤体积和重量,免疫组化检测Ki-67、ADPGK、p-HK2、GLUT1,并计数肺转移结节。

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Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素-链霉素Gibco--
MegaTran 2.0质粒DNA转染试剂Origene#TT210003
siTran 2.0 siRNA转染试剂Origene#TT210001
DMEM培养基Gibco--
Opti-MEM培养基----
pCMV-NEDD4-3×HA-Neo质粒MiaoLing Plasmid Platform--
pLV3-CMV-ZBTB7B-3×FLAG-Neo质粒MiaoLing Plasmid Platform--
NP-40裂解缓冲液----
Protein A/G磁珠Yeasen--
BCA蛋白定量试剂盒Elabscience--
PVDF膜----
ZBTB7B抗体Proteintech#11341-1-AP
ADPGK抗体Proteintech#15639-1-AP
NEDD4抗体Zenbio#R26203
β-肌动蛋白抗体Zenbio#R380624
HA抗体Proteintech#51064-2-AP
Flag抗体Proteintech#66008-4-lg
泛素抗体Proteintech#10201-2-AP
HRP偶联二抗Proteintech--
增强化学发光试剂Yeasen--
BioRad ChemiDoc MP数字凝胶成像分析系统BioRad--
TRIzol试剂Invitrogen--
NanoDrop分光光度计ThermoFisher Scientific--
M5 Sprint qPCR反转录试剂盒(含gDNA去除剂)Mei5bio#MF949-01
M5 Hiper实时荧光定量PCR预混液(含High Rox)Mei5bio#MF013-505
QuantStudio Dx实时荧光定量PCR系统ThermoFisher Scientific--
双荧光素酶报告基因检测系统Promega--
SimpleChIP酶法染色质免疫沉淀试剂盒Cell Signaling Technology--
葡萄糖比色检测试剂盒Elabscience--
乳酸比色检测试剂盒Elabscience--
增强型ATP检测试剂盒Beyotime--
荧光二抗Proteintech#RGAR004, #RGAM002
DAPI染料----
Leica Stellaris 5共聚焦显微镜Leica--
pLV-EF1α-Bsd载体----
pCDH-CMV-puro载体----
psPAX2包装质粒----
pMD2.G包膜质粒----
聚凝胺Sigma--
BALB/c裸鼠----
EdU成像试剂盒APExBio#K1075
Hoechst 33342染料----
EVOS M5000荧光显微镜ThermoFisher Scientific--
Olympus CKX53相差显微镜Olympus--
Varioshkan LUX酶标仪ThermoFisher Scientific--
MG132----
氯喹----

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(BEAS-2B、SPC-A1、PC9、H292、H1975、A549、H1299)、培养基(RPMI 1640)、血清浓度(10% FBS)、青霉素-链霉素(1%)、培养温度(37°C)、CO2浓度(5%)、细胞代数(15代内)、STR鉴定。
阅读提示:Materials and Methods - Cell culture
ZBTB7B表达和预后分析
CPTAC数据库样本量(LUAD n=111,正常n=111)、配对组织样本数(12例)、微阵列来源、Kaplan-Meier分析的分组阈值。
阅读提示:Results - Fig. 1
功能实验(增殖、迁移、糖酵解)
siRNA序列(两个独立siRNA)、转染试剂(siTran 2.0)、转染时间(48小时)、细胞密度(60-70%)、EdU孵育浓度和时间(10μM,2小时)、伤口愈合实验的血清浓度(1% FBS)、Transwell实验条件、葡萄糖消耗和乳酸分泌检测时间(24小时)、ATP检测标准曲线。
阅读提示:Materials and Methods - Plasmid and siRNA transfection, EdU staining, Wound healing assay, Measurement of glucose consumption, lactate secretion, and ATP production
ADPGK转录调控
ADPGK启动子截短体(P1-P5)、预测结合位点(-169至-160bp)及突变序列(GTTGGCGGCA)、ChIP抗体(ZBTB7B)、ChIP引物序列、荧光素酶检测时间(48小时)。
阅读提示:Results - Fig. 3, Materials and Methods - Dual luciferase reporter assay, Chromatin immunoprecipitation (ChIP)
NEDD4介导的泛素化
NEDD4和ZBTB7B的Co-IP条件、CHX浓度和时间、MG132和CQ浓度、K450R突变体、泛素化检测抗体(K48和K63)、免疫荧光共定位。
阅读提示:Results - Fig. 5, Fig. 6, Materials and Methods - Immunoprecipitation (IP) and western blot analysis, Immunofluorescence assay
体内动物实验
小鼠品系(BALB/c nude,雄性)、周龄(4周)、细胞注射数量(皮下3×10^6,尾静脉1×10^6)、注射体积(100μL)、观察时间(30天)、分组(野生型,oeNEDD4,oeNEDD4+oeZBTB7B)、每组样本量(n=6)、伦理批准号。
阅读提示:Materials and Methods - Xenograft mice model, Results - Fig. 8