胃肿瘤形成中TFF1沉默介导STAT3信号激活

Activation of STAT3 signaling is mediated by TFF1 silencing in gastric neoplasia.

作者信息Mohammed Soutto, Zheng Chen, Ajaz A Bhat, Lihong Wang, Shoumin Zhu, Ahmed Gomaa, Andreia Bates, Nadeem S Bhat, Dunfa Peng, Abbes Belkhiri, M Blanca Piazuelo, M Kay Washington, Xi Chen Steven, Richard Peek, Wael El-Rifai
PMID31292446
发布时间2019-07-10
DOI10.1038/s41467-019-11011-4

实验完整度

高

含TFF1-KO小鼠、人胃癌组织芯片、原代胃上皮细胞、3D类器官及AGS/STKM2细胞,并进行功能与机制验证

主要模型

TFF1敲除小鼠胃组织 TFF1-KO与TFF1-WT小鼠来源3D胃腺体类器官 AGS和STKM2胃癌细胞系 人胃癌组织芯片(108例)

重点核对

IL6刺激浓度100 ng/mL、处理时间30 min(Western blot)或6 h(免疫荧光)或2-3 h(qRT-PCR/荧光素酶) TFF1腺病毒感染复数5 MOI,处理48 h 重组TFF1蛋白浓度400 ng/mL,处理24 h STAT3-Luc报告质粒500 ng与β-galactosidase 250 ng共转染 TFF1-KO小鼠n=36、TFF1-WT小鼠n=15用于qRT-PCR分析

摘要

TFF1是一种分泌蛋白,在维持胃黏膜完整性和屏障功能中起重要作用。TFF1基因敲除(KO)小鼠中TFF1表达缺失导致促炎表型,并引发一系列胃部病变,包括低级别异型增生、高级别异型增生和腺癌。在本研究中,我们证明TFF1-KO小鼠胃腺体中p-STATY705发生核定位,且多个STAT3靶基因显著过表达。我们还显示人胃癌中TFF1频繁缺失并伴有STAT3核定位。在人胃癌细胞和来自TFF1-KO小鼠的3D胃腺体类器官中重建TFF1蛋白,可消除IL6诱导的核内p-STAT3Y705表达。TFF1重建抑制IL6诱导的STAT3转录活性,抑制其靶基因表达。TFF1通过干扰IL6与其受体IL6Rα的结合,阻断IL6Rα-GP130复合物形成。这些发现表明TFF1通过阻碍IL6-STAT3促炎信号轴,在抑制胃肿瘤发生中发挥功能性作用。

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
TFF1是否以及如何调控胃黏膜中STAT3信号通路,从而影响胃肿瘤发生。
核心机制
TFF1与IL6Rα结合,干扰IL6与IL6Rα结合,阻断IL6Rα-GP130复合物形成,进而抑制JAK2/STAT3磷酸化、核定位和转录激活。
主要证据
TFF1-KO小鼠胃组织、人胃癌组织芯片、原代胃上皮细胞和3D类器官中检测到STAT3核定位及靶基因上调;在AGS/STKM2细胞和类器官中重建TFF1可抑制IL6诱导的STAT3磷酸化、核定位、转录活性及靶基因表达;免疫共沉淀和邻位连接实验显示TFF1干扰IL6Rα-GP130相互作用并与IL6Rα结合。
研究意义
提示TFF1通过抑制IL6-STAT3促炎信号轴发挥肿瘤抑制功能,其沉默可能是胃肿瘤发生中激活促炎致癌信号通路的早期事件。

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

TFF1缺失小鼠胃组织STAT3激活检测

验证TFF1缺失是否在体内导致STAT3磷酸化、核定位及靶基因转录激活。

对TFF1-KO和TFF1-WT小鼠胃组织进行p-STAT3(Y705)免疫组化、Western blot及STAT3靶基因qRT-PCR分析,并按年龄和病变程度分层比较。

2

离体原代细胞和3D类器官中STAT3核定位验证

在离体培养体系中验证TFF1缺失对STAT3核定位的影响。

从TFF1-WT和TFF1-KO小鼠胃窦分离原代胃上皮细胞并建立3D类器官,进行p-STAT3免疫荧光染色和定量。

3

TFF1重建对STAT3激活的抑制验证

验证恢复TFF1能否抑制STAT3核定位和转录活性。

用TFF1重组蛋白、TFF1条件培养基或TFF1腺病毒在TFF1-KO类器官及AGS/STKM2细胞中重建TFF1,检测p-STAT3核定位、Western blot、STAT3-Luc报告活性及靶基因qRT-PCR。

4

TFF1对IL6-IL6Rα-GP130复合物形成的干预验证

验证TFF1是否通过干扰IL6Rα-GP130复合物形成抑制STAT3激活。

在AGS和STKM2细胞中进行IL6Rα免疫共沉淀/Western blot检测GP130结合、PLA检测IL6Rα-GP130及TFF1-IL6Rα相互作用,并用可溶性IL6-IL6Rα复合物和GP130过表达进行 Rescue 实验,ELISA检测可溶性IL6-IL6Rα复合物。

5

人胃癌组织TFF1与STAT3表达分析

验证人胃癌中TFF1表达缺失与STAT3核定位的关联。

对包含108例胃癌及配对正常组织的组织芯片进行TFF1和STAT3免疫组化染色及评分。

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
IntestiCult类器官生长培养基StemCell Technologies--
Noggin蛋白Peprotech Inc.--
Wnt-3A蛋白Peprotech Inc.--
表皮生长因子Peprotech Inc.--
成纤维细胞生长因子10Peprotech Inc.--
R-spondin蛋白Antibody & Protein Resource at Vanderbilt VUMC core--
胃泌素Sigma--
细胞外基质水凝胶Trevigen, Inc.--
潮霉素Sigma--
G418Invitrogen--
Fugene-6转染试剂Roche Applied Science--
磷酸钙转染试剂盒Applied Biological Materials--
抗STAT3抗体Abcamab76315
抗TFF1抗体OrigeneTA322883
抗磷酸化STAT3(Y705)抗体Cell Signaling Technology9145S
抗磷酸化JAK2(Y1007/Y1008)抗体Cell Signaling Technology3771
抗STAT3抗体Cell Signaling Technology12640
抗JAK2抗体Cell Signaling Technology3230S
抗β-actin抗体Cell Signaling Technology3700
抗磷酸化GP130(Ser782)抗体Santa Cruz Biotechnologysc-377572
抗GP130抗体Santa Cruz Biotechnologysc-376280
抗NaKATPase抗体Abcamab76020
抗lamin B抗体Santa Cruz Biotechnologysc-374015
Dynabeads蛋白G磁珠Invitrogen Life Sciences--
IL6Rα抗体Santa Cruz Biotechnology--
Zymo-Spin ChIP试剂盒Zymo Research--
Duolink原位红色起始试剂盒(鼠/兔)Sigma-Aldrich--
鼠抗IL6Rα抗体Santa Cruz Biotechnologysc-373708
兔抗TFF1抗体OrigeneTA322883
STAT3-荧光素酶报告载体Addgene--
白细胞介素6GenScript USA Inc.--
IL6-IL6Rα可溶性复合物----

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
TFF1-KO小鼠胃组织STAT3激活检测
小鼠品系C57BL/6J/129/Svj,TFF1-KO与TFF1-WT对照,年龄2、6、10个月,样本量TFF1-KO n=36、TFF1-WT n=15(qRT-PCR)
阅读提示:Methods Animals;Fig. 1b、Fig. 2a图注
3D胃腺体类器官培养
小鼠年龄4-8周,胃窦来源,EDTA 5 mM 4°C 2 h,70 µm滤网,培养基补充Noggin 100 ng/mL、Wnt-3A 100 ng/mL、EGF 50 ng/mL、FGF10 100 ng/mL、R-spondin 1 µg/mL、gastrin 10 nM
阅读提示:Methods Primary gastric epithelial cells and 3D organoid cultures
TFF1重建与IL6刺激处理
TFF1腺病毒5 MOI感染48 h;重组TFF1 400 ng/mL处理24 h;IL6 100 ng/mL刺激30 min(Western blot)、6 h(免疫荧光)、2-3 h(qRT-PCR/荧光素酶);IL6-IL6Rα复合物10 ng/mL处理12 h
阅读提示:Methods Reconstitution of TFF1 expression;Results各小节;Fig. 4-8图注
STAT3-Luc报告基因实验
STAT3-Luc 500 ng与β-galactosidase 250 ng共转染,IL6 100 ng/mL刺激3 h,荧光素酶活性以β-galactosidase归一化
阅读提示:Methods Luciferase reporter assay
人胃癌组织芯片IHC
108例胃癌及配对正常组织,抗TFF1和抗STAT3抗体1:100孵育1 h,评分指数I×F(0-12)
阅读提示:Methods Human tissue microarrays and IHC;Fig. 9图注