B7-H3通过激活NF-κB通路诱导VEGFA表达促进结直肠癌血管生成

B7-H3 promotes colorectal cancer angiogenesis through activating the NF-κB pathway to induce VEGFA expression.

作者信息Ruoqin Wang, Yanchao Ma, Shenghua Zhan, Guangbo Zhang, Lei Cao, Xueguang Zhang, Tongguo Shi, Weichang Chen
PMID31974361
发布时间2020-01-23
DOI10.1038/s41419-020-2252-3

实验完整度

包含临床样本IHC分析、体外HUVEC功能实验、体内Matrigel plug模型及机制验证,证据层级丰富。

主要模型

HCT116和RKO细胞系 HUVECs BALB/c裸鼠Matrigel plug移植瘤模型 125例CRC患者组织样本

重点核对

B7-H3敲低和过表达的CRC细胞系构建 HUVEC迁移、侵袭和管形成实验条件 VEGFA siRNA和中和抗体处理 BAY11-7082和bevacizumab体内给药剂量 B7-H3抗体3E8与BAY11-7082或bevacizumab联合处理

摘要

肿瘤血管生成是癌症的标志,并参与实体瘤的肿瘤发生。B7-H3作为一种免疫检查点分子,在多种肿瘤的增殖、转移和肿瘤发生中发挥关键作用;然而,关于B7-H3在调节结直肠癌(CRC)血管生成中的生物学功能和分子机制知之甚少。在本研究中,我们首先证明,在CRC患者组织样本中,B7-H3的表达显著上调,并与血小板-内皮细胞黏附分子-1(CD31)水平呈正相关。此外,一系列体外和体内实验表明,来自B7-H3敲低CRC细胞的条件培养基显著抑制人脐静脉内皮细胞(HUVECs)的迁移、侵袭和管形成,而B7-H3过表达则产生相反的效果。此外,B7-H3通过上调VEGFA表达促进肿瘤血管生成。重组VEGFA消除了shB7-H3 CRC细胞条件培养基对HUVEC血管生成的抑制作用,而VEGFA siRNA或VEGFA中和抗体逆转了B7-H3过表达CRC细胞条件培养基对HUVEC血管生成的作用。此外,我们验证了B7-H3通过激活NF-κB通路上调VEGFA表达和血管生成。总的来说,我们的发现确定了B7-H3/NF-κB/VEGFA轴在促进CRC血管生成中的作用,这为CRC治疗提供了一种有前景的方法。

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
B7-H3在结直肠癌血管生成中的生物学功能和分子机制是什么?
核心机制
B7-H3通过激活NF-κB通路上调VEGFA表达,从而促进CRC血管生成。
主要证据
在CRC细胞中敲低B7-H3抑制HUVEC迁移、侵袭和管形成,过表达则促进;VEGFA siRNA或中和抗体逆转此效应;体内实验中B7-H3敲低降低MVD和VEGFA表达,过表达则相反。
研究意义
B7-H3/NF-κB/VEGFA轴可能是CRC治疗的有前景靶点,联合B7-H3抑制剂与BAY11-7082或贝伐珠单抗可能是一种有效的治疗策略。

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

临床样本相关性分析

验证B7-H3在CRC组织中的表达及其与血管生成指标CD31的关系

对125对CRC组织和癌旁正常组织进行IHC染色,检测B7-H3、CD31和VEGFA的表达,并分析相关性。

2

体外细胞功能实验

检测B7-H3对HUVEC血管生成能力的影响

使用B7-H3敲低或过表达的HCT116和RKO细胞的条件培养基处理HUVEC,进行迁移、侵袭和管形成实验。

3

VEGFA介导的血管生成验证

验证B7-H3促进血管生成是否依赖VEGFA

使用重组VEGFA、VEGFA siRNA和VEGFA中和抗体处理条件培养基,观察对HUVEC血管生成能力的影响。

4

信号通路机制探究

确定B7-H3调控VEGFA表达所依赖的信号通路

检测B7-H3敲低后AKT、NF-κB、STAT3等信号通路磷酸化水平,并使用抑制剂验证NF-κB通路的作用。

5

体内动物模型验证

验证B7-H3在体内对CRC血管生成的作用及机制

将B7-H3敲低或过表达的HCT116细胞注入裸鼠皮下形成Matrigel plug,检测MVD和VEGFA表达,并用BAY11-7082或贝伐珠单抗处理。

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Biological Industries--
胎牛血清Biological Industries--
青霉素-链霉素BeyotimeC0222
EBM-2培养基LonzaCC-3162
Lipofectamine 2000转染试剂----
山羊抗人4IgB7-H3抗体R&D SystemsAF1027
小鼠抗人CD31抗体Abcamab32457
兔抗人VEGFA抗体Proteintech19003-1-AP
RIPA裂解液BeyotimeP0013D
蛋白酶和磷酸酶抑制剂BeyotimeP1045
增强型BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0010
SDS-PAGE凝胶BeyotimeP0012AC
PVDF膜GE Healthcare Life science--
牛血清白蛋白FcmacsFMS-WB021
HRP标记的二抗Beyotime--
ECL化学发光试剂NCM Biotech10100
Chemi Doc MP成像系统Bio-Rad--
TransZol Up Plus RNA试剂盒Transgen BiotechER501-01
PrimeScript RT预混液TakaraRR036A
SYBR Green预混液VazymeQ121-02-AA
可溶性B7-H3 ELISA试剂盒Bright Scistar BiotechnologyXG-K3004
VEGFA ELISA试剂盒NeoBioscienceEHC108
bFGF ELISA试剂盒NeoBioscienceEHC130
PDGF-BB ELISA试剂盒NeoBioscienceEHC181
重组人B7-H3蛋白Sino Biological11188-H02H
8μm孔径Transwell小室BD Biosciences353097
人/灵长类VEGF抗体R&D SystemsMAB293
重组人VEGF165蛋白Peprotech100-20
Matrigel基质胶Corning356234
结晶紫BeyotimeC0121
Matrigel基质胶Corning--
CCK-8试剂盒DojindoCK04
VEGFA抗体----
TRITC标记的山羊抗兔二抗KPL--
DAPI染色液----
共聚焦激光扫描显微镜(Olympus FLUOVIEW FV1000)OlympusFV1000
NF-κB荧光素酶报告质粒GenomeditechGM-021001P100
Promega被动裂解缓冲液PromegaE1910
双荧光素酶报告基因检测系统PromegaE1910
BAY11-7082 (NF-κB抑制剂)MedChemExpressHY-13453
贝伐珠单抗MedChemExpressHY-P9906
B7-H3阻断抗体3E8Bright Scistar Biotechnology--

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
B7-H3、CD31、VEGFA的IHC染色评分标准;患者样本的临床分期和淋巴结转移状态
阅读提示:Methods: CRC clinical samples and IHC assay; Results: Increased B7-H3 expression...; Figure 1 and Figure 3
细胞培养和转染
HCT116和RKO细胞培养基成分;Lentivirus感染MOI (20);siRNA转染试剂和浓度
阅读提示:Methods: Cell culture; Cell transfection and infection
体外功能实验
HUVEC迁移和侵袭实验的细胞数、孵育时间;管形成实验的细胞数和培养时间;条件培养基制备方法
阅读提示:Methods: Cell migration and invasion assay; Endothelial tube formation assay; Conditioned medium
信号通路抑制实验
BAY11-7082、perifosine、cryptotanshinone的处理浓度和时间;NF-κB活性检测方法
阅读提示:Methods: Luciferase reporter assay; Results: B7-H3 promotes VEGFA expression...; Figure 5
体内Matrigel plug实验
小鼠品系和性别;细胞注射数量;B7-H3敲低或过表达HCT116细胞;BAY11-7082和bevacizumab的给药剂量和频率;实验持续时间
阅读提示:Methods: Matrigel plug assay in vivo; Results: B7-H3 promotes angiogenesis in Matrigel plugs in vivo; Figure 6