卵巢硬化性间质瘤中复发性FHL2-GLI2致癌融合的鉴定

Identification of recurrent FHL2-GLI2 oncogenic fusion in sclerosing stromal tumors of the ovary.

作者信息Sarah H Kim, Arnaud Da Cruz Paula, Thais Basili, Higinio Dopeso, Rui Bi, Fresia Pareja, Edaise M da Silva, Rodrigo Gularte-Mérida, Zhen Sun, Sho Fujisawa, Caitlin G Smith, Lorenzo Ferrando, Ana Paula Martins Sebastião, Yonina Bykov, Anqi Li, Catarina Silveira, Charles W Ashley, Anthe Stylianou, Pier Selenica, Wesley R Samore, Achim A Jungbluth, Dmitriy Zamarin, Nadeem R Abu-Rustum, Kristian Helin, Robert A Soslow, Jorge S Reis-Filho, Esther Oliva, Britta Weigelt
PMID31896750
发布时间2020-01
DOI10.1038/s41467-019-13806-x

实验完整度

高

多组学分析(WES、RNA-seq、FISH)鉴定融合基因,体外功能实验验证致癌性及SHH通路机制。

主要模型

人卵巢硬化性间质瘤组织样本 永生化间充质干细胞(MSC) HEK-293细胞 DAOY髓母细胞瘤细胞

重点核对

FHL2-GLI2融合的断点涉及FHL2外显子1-5和GLI2外显子8-13(或外显子7-13) SHH通路激活通过PTCH1、GLI1/CCND1表达及GLI-RE荧光素酶报告基因检测 细胞增殖、迁移和集落形成能力评估 使用Vismodegib(250-500 nM)和GANT61(20 µM)抑制SHH通路

摘要

卵巢硬化性间质瘤(SST)是一种罕见的性索-间质肿瘤(SCST),其遗传基础目前尚不清楚。在此,利用全外显子组、靶向捕获和RNA测序,我们报道在65%(17/26)的SST中反复出现FHL2-GLI2融合基因,并在另外15%(4/26)的SST中发现其他GLI2重排,这些在其他类型的SCST(n=48)或常见癌症类型(n=9950)中均未检测到。FHL2-GLI2融合导致SST中Sonic Hedgehog(SHH)通路的转录组激活。在体外表达FHL2-GLI2融合导致获得SST的表型特征,增殖、迁移和集落形成增加,以及SHH通路激活。靶向抑制SHH通路可逆转这些致癌特性,表明其在SST发病机制中的作用。我们的结果表明FHL2-GLI2融合可能是SST的致癌驱动因素,定义了卵巢肿瘤中的基因型-表型关联。

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
卵巢硬化性间质瘤(SST)的遗传基础是什么?是否存在特征性基因改变?
核心机制
FHL2-GLI2融合基因导致GLI2 repression结构域缺失并保留DNA结合和激活结构域,通过FHL2启动子过表达截短的GLI2,从而激活SHH信号通路。
主要证据
在26例SST中65%检测到FHL2-GLI2融合,体外表达该融合基因导致SHH通路激活和致癌表型,SHH抑制剂可逆转这些表型。
研究意义
FHL2-GLI2融合可能是SST的致病驱动因素和诊断标志物,SHH通路抑制可能为SST患者提供治疗途径。

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

SST样本收集与病理分类

获取并确认SST肿瘤样本,用于遗传学分析。

从Fudan University Cancer Center和Massachusetts General Hospital获取FFPE SST组织,经四位病理学家中心审查确认26例为SST。

2

全外显子组和靶向测序鉴定突变

确定SST是否存在致病性体细胞突变或拷贝数改变。

对8例SST进行WES(n=3)或MSK-IMPACT(n=5)测序,分析突变负荷和拷贝数改变。

3

RNA测序鉴定融合基因

发现SST中的融合转录本。

对8例SST进行配对末端RNA测序,使用INTEGRATE、deFuse和FusionCatcher识别融合转录本,并用OncoFuse预测致癌潜力。

4

融合基因验证与频率检测

在扩大样本中验证FHL2-GLI2融合,并确定其在SST和其他肿瘤中的频率。

使用RT-PCR、FISH和RNA-ISH在26例SST和其他性索-间质肿瘤中检测融合基因,并查询TCGA数据库。

5

体外功能实验验证致癌性

验证FHL2-GLI2融合是否赋予细胞致癌特性。

在MSC、HEK-293、DAOY和BCC细胞中稳定表达FHL2-GLI2或tGLI2,检测增殖、集落形成和迁移能力。

6

SHH通路激活验证

确定FHL2-GLI2融合是否激活SHH通路,并探索机制。

通过RNA-seq差异表达分析、NanoString、RT-qPCR、Western blot和荧光素酶报告基因检测SHH通路基因表达,并通过ChIP和免疫共沉淀研究机制。

7

SHH抑制剂逆转致癌表型

验证抑制SHH通路能否逆转FHL2-GLI2诱导的致癌特性。

用Vismodegib(250-500 nM)和cyclopamine处理表达FHL2-GLI2的细胞,检测增殖、集落形成和迁移。

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
RNAscope探针BA-Hs-GLI2-3EJAdvanced Cell Diagnostics801211
RNAscope探针BA-Hs-FHL2-GLI2-FJAdvanced Cell Diagnostics801221
RNAscope探针BA-Hs-FHL2-GLI2-FJ-O1Advanced Cell Diagnostics801231
ChromoPlex 1双重检测试剂盒LeicaDS9477
抗GLI2抗体(克隆OTl1G1)OrigeneTA804601
抗Ki67抗体(MIB-1)Dako--
间充质干细胞生长培养基Lonza--
高糖DMEM培养基----
Eagle最低必需培养基----
人基底细胞癌细胞系完全培养基CELPROGEN--
pCDH-CMV-MCS-EF1α-GFP-T2A-Puro cDNA双启动子克隆和表达慢病毒载体System BiosciencesCD513B-1
野生型FHL2 ORF cDNA克隆GeneCopoeiaEX-M0686-Lv102
野生型GLI2 ORF cDNA克隆GeneCopoeiaEX-Y4001-Lv102
FHL2-GLI2 ORF cDNA克隆GeneCopoeiaCS-Y4001-Lv102-01
嘌呤霉素ThermoFisher Scientific--
Gli-Luc报告基因pGL4[luc2P/Gli-RE/Hygro]Promega--
Renilla-SV40Promega--
双荧光素酶试剂盒Promega--
SUFU过表达质粒OrigeneNM_016169
ANTI-FLAG M2亲和凝胶Sigma--
QIAquick PCR纯化试剂盒Qiagen--
PowerUp SYBR Green预混液Applied Biosystems--
SUFU抗体(C81H7)Cell Signaling Technology2522
Protein G DynabeadsThermo Fisher Scientific--
抗calretinin抗体Santa CruzSC-365956
抗PTCH1抗体Abcamab53715
抗GLI1抗体Abcamab134906
抗Cyclin D1抗体(92G2)Cell Signaling2978
抗FLAG M2抗体SigmaF1804
抗SUFU抗体Cell Signaling2522s
抗微管蛋白抗体(DM1A)Cell Signaling--
抗兔二抗LI-COR926-68073
抗鼠二抗LI-COR926-32212
环巴胺SelleckchemS1146
维莫德吉Cellagen techC4044-5
GANT61Tocris3191
SuperScript VILO预混液Life Technologies; Thermo Fisher Scientific--
ExoSAP-ITAffymetrix--
RNeasy Mini试剂盒Qiagen--
RNeasy FFPE试剂盒Qiagen--
StepOnePlus实时PCR系统Applied Biosystems; ThermoFisher--
Cell Titer-Blue细胞活力检测Promega--
Victor X4多模式读板仪PerkinElmer--
EVOS XL Core显微镜ThermoFisher Scientific--
Alexa 647标记的山羊抗鼠二抗Life TechnologiesA21236
含DAPI的Gold Prolong抗淬灭封片剂ThermoFisher ScientificP36930
TCS SP5正置共聚焦显微镜Leica Microsystems--

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
融合基因检测
FISH阳性阈值:>15%细胞显示至少一个融合信号;RNA-ISH探针设计针对特定断点。
阅读提示:Methods: FHL2-GLI2 fluorescence in situ hybridization; Single-molecule RNA in situ hybridization; Supplementary Table 3, 4
体外功能实验
细胞系来源(MSC, HEK-293, DAOY, BCC)及培养基;稳定转染后嘌呤霉素筛选浓度(2 µg/ml,14天);实验重复次数(至少三次独立实验)。
阅读提示:Methods: Cell lines; Generation of stable cell lines; 各功能实验小节
SHH通路抑制实验
抑制剂浓度:Vismodegib 250 nM(增殖和迁移)或500 nM(集落形成);GANT61 20 µM;溶剂对照DMSO。
阅读提示:Methods: Inhibitors; Figure legends 5d, 6a-c; Supplementary Fig. 9
荧光素酶报告基因实验
转染质粒量:Gli-Luc 90 ng,Renilla-SV40 10 ng;细胞接种密度25,000 cells/well;转染试剂lipofectamine 3000。
阅读提示:Methods: Luciferase assays; Figure 5b
ChIP实验
细胞用量:每ChIP 1000万细胞;交联剂1%甲醛;DNA剪切至200-500 bp;抗体用量50 µl ANTI-FLAG M2 Affinity Gel。
阅读提示:Methods: Crosslinked chromatin immunoprecipitation (ChIP); Figure 5e