分泌粒蛋白II通过促进缺氧诱导因子-1α降解抑制结直肠癌肿瘤生长和血管生成

Secretogranin II impairs tumor growth and angiogenesis by promoting degradation of hypoxia-inducible factor-1α in colorectal cancer.

作者信息Chao Fang, Lei Dai, Cun Wang, Chuanwen Fan, Yongyang Yu, Lie Yang, Hongxin Deng, Zongguang Zhou
PMID34160138
期刊Mol Oncol
发布时间2021-12
DOI10.1002/1878-0261.13044

实验完整度

研究包含临床样本分析、细胞实验、动物模型(皮下移植瘤和Matrigel plug实验)以及机制验证(RNA-seq、Co-IP等),明确功能验证和机制验证。

主要模型

SW620和RKO结直肠癌细胞系 BALB/c裸鼠皮下移植瘤模型 HUVEC血管生成模型 270例CRC临床组织样本(HXCRC队列)

重点核对

SCG2在CRC组织和细胞系中的表达水平 SCG2过表达对肿瘤生长和血管生成的影响(肿瘤体积和重量) VEGF表达在SCG2抑制血管生成中的作用(通过rescue实验) SCG2与VHL的相互作用及HIF-1α降解(Co-IP和MG132处理) SCG2蛋白治疗的体内效果(10μg/次,第8、10、12天瘤内注射)

摘要

肿瘤血管生成是肿瘤生长、侵袭和转移的关键步骤。然而,参与结直肠癌(CRC)血管生成的信号通路尚不清楚。在此,我们表明分泌粒蛋白II(SCG2)在恶性CRC组织中显著下调,且SCG2的较高表达与CRC患者更长的无病生存期和总生存期相关。SCG2通过抑制血管内皮生长因子的表达和促进缺氧诱导因子-1α的降解,损害肿瘤生长和血管生成。因此,SCG2可能作为CRC患者疾病进展的新型治疗靶点和潜在的预后标志物。

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
SCG2在结直肠癌中的表达、功能及其对肿瘤生长和血管生成的影响及机制是什么?
核心机制
SCG2通过与VHL相互作用促进HIF-1α的降解,从而抑制VEGF的表达,进而抑制肿瘤血管生成和肿瘤生长。
主要证据
SCG2在CRC组织和细胞系中下调;过表达SCG2抑制肿瘤生长(SW620和RKO移植瘤模型)和血管生成(CD31染色、Matrigel plug、HUVEC管形成和侵袭实验);RNA-seq显示VEGF信号通路改变;Co-IP证明SCG2与VHL和HIF-1α结合;MG132处理阻断HIF-1α降解;DMOG处理恢复VEGF表达。
研究意义
SCG2可作为CRC患者疾病进展的潜在治疗靶点和预后标志物。

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

临床样本分析

检测SCG2在CRC组织和配对正常组织中的表达,并分析其与预后的关系。

通过IHC染色检测270例CRC组织和115例正常肠组织中SCG2表达,并分析其与无病生存期和总生存期的相关性。

2

SCG2过表达对肿瘤生长的影响

验证SCG2在体内对CRC肿瘤生长的功能。

使用慢病毒系统在SW620和RKO细胞中稳定过表达SCG2,注射入裸鼠皮下建立移植瘤模型,检测肿瘤体积和重量。

3

血管生成评估

确定SCG2对肿瘤血管生成的影响。

通过CD31 IHC染色、Matrigel plug实验、HUVEC管形成和侵袭实验评估血管生成。

4

RNA测序和KEGG分析

探索SCG2抑制血管生成的分子机制。

对SW620-Ctrl和SW620-SCG2肿瘤进行mRNA测序,筛选差异表达基因并进行KEGG通路富集分析。

5

VEGF表达验证

验证SCG2是否通过抑制VEGF表达来抑制血管生成。

通过qPCR、Western blot、ELISA和IHC检测VEGF的表达,并通过rescue实验验证VEGF在SCG2抑制血管生成中的作用。

6

机制研究:HIF-1α降解

阐述SCG2调节VEGF表达的分子机制。

通过Western blot检测HIF-1α和HIF-1β表达,使用MG132抑制蛋白酶体,Co-IP检测SCG2与VHL和HIF-1α的相互作用,DMOG处理验证HIF-1α的作用。

7

SCG2蛋白治疗实验

评估SCG2蛋白对CRC肿瘤生长的影响。

在SW620移植瘤模型中,于细胞注射后第8、10、12天瘤内注射SCG2蛋白(10μg/次),对照组注射IgG,比较肿瘤体积和重量。

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Thermo Fisher Scientific--
胎牛血清Thermo Fisher Scientific--
MEM培养基Thermo Fisher Scientific--
EGM培养基Merck Millipore--
慢病毒SCG2过表达系统Gene Pharma--
空载体对照Gene Pharma--
嘌呤霉素----
RIPA裂解液Beyotime--
蛋白酶抑制剂混合物Merck Millipore--
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific--
聚偏二氟乙烯膜Merck Millipore--
化学发光试剂盒Merck Millipore--
基质胶Merck Millipore--
SCG2蛋白ProteinTech--
对照IgGProteinTech--
抗SCG2抗体Life Span BiosciencesLS-B10869
抗HIF-1α抗体Abcamab51608
抗VEGF抗体Abcamab150375
抗CD31抗体Abcamab28364
二抗Zsbio--
Texas Red偶联二抗Thermo Fisher Scientific--
DAPIThermo Fisher Scientific--
BX 51显微镜Olympus--
Transwell小室Corning8.0 µm
结晶紫溶液Beyotime--
中性树胶Beyotime--
Trizol试剂Invitrogen--
PrimeScript RT试剂盒(去除gDNA)TakaraRR047B
TB绿预混Ex TaqIITakaraRR820A
CF96定量PCR仪Bio-Rad--
RNA Nano 6000分析试剂盒Agilent--
Bioanalyzer 2100系统Agilent--
VEGF ELISA试剂盒NeoBioscience--
PureProteome蛋白A和蛋白G磁珠Merck Millipore--

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
临床样本分析
SCG2蛋白表达水平(低/高),IHC染色条件,生存分析分组和统计方法
阅读提示:Methods 2.1, Results 3.1, Figure 1
细胞培养和处理
细胞系来源,培养基,血清浓度,MOI=20,嘌呤霉素浓度2 μg/mL,感染筛选时间
阅读提示:Methods 2.2
Western blot
蛋白上样量10 μg,SDS-PAGE浓度,一抗孵育条件,二抗孵育温度和时间
阅读提示:Methods 2.3
动物实验
小鼠品系和年龄、细胞注射数量、肿瘤体积测量和计算、SCG2蛋白剂量和注射时间
阅读提示:Methods 2.4, Results 3.2, 3.7, Figures 2, 7
组织学染色
切片厚度、抗原修复条件、抗体浓度(未明确)
阅读提示:Methods 2.5
HUVEC管形成和侵袭实验
细胞数量、Matrigel体积和浓度、培养时间
阅读提示:Methods 2.6, Results 3.3
RNA提取和qPCR
RNA用量、反转录试剂盒、qPCR试剂、内参基因GAPDH
阅读提示:Methods 2.7
ELISA
样本收集条件、ELISA试剂盒
阅读提示:Methods 2.8
免疫共沉淀
抗体(SCG2和VHL)、磁珠类型、裂解缓冲液
阅读提示:Methods 2.9
机制研究
MG132处理时间(4小时)、DMOG浓度(未明确)和处理时间(24小时)
阅读提示:Results 3.5, Figure 5