TRIM25通过靶向Keap1-Nrf2通路促进肝细胞癌细胞的存活和生长

TRIM25 promotes the cell survival and growth of hepatocellular carcinoma through targeting Keap1-Nrf2 pathway.

作者信息Yanfeng Liu, Shishi Tao, Lijuan Liao, Yang Li, Hongchang Li, Zhihuan Li, Lilong Lin, Xiaochun Wan, Xiaolu Yang, Liang Chen
PMID31953436
发布时间2020-01-17
DOI10.1038/s41467-019-14190-2

实验完整度

高

包含体外细胞模型、动物异种移植模型和患者组织样本,并进行了功能验证和机制验证。

主要模型

HCT116结肠癌细胞系 Huh7肝细胞癌细胞系 U2OS骨肉瘤细胞系 裸鼠Huh7细胞皮下异种移植模型

重点核对

TM (5 μg/ml) 或 TG (1 μM) 处理时间(6 h、12 h) TRIM25稳定敲低或过表达的细胞系构建及验证 裸鼠皮下注射2.0×10^6细胞/只,每组8只 Keap1泛素化位点K615R突变验证 Nrf2敲低对TRIM25保护作用的逆转实验

摘要

肿瘤细胞在不利条件下常表现出维持内质网(ER)稳态的能力增强,但其潜在机制尚不明确。在此,通过对所有人类TRIM蛋白的评估,我们发现TRIM25在内质网应激时显著诱导。TRIM25的上调改善氧化应激,促进内质网相关降解(ERAD),并减少UPR通路中的IRE1信号。相反,TRIM25的缺失导致内质网应激并减弱肿瘤细胞在体外和体内的生长。机制上,TRIM25通过泛素化和降解直接靶向Keap1。这导致Nrf2激活,从而增强抗氧化防御和细胞存活。在肝细胞癌(HCC)异种移植瘤和标本中,TRIM25表达与Nrf2表达正相关,与Keap1表达负相关。此外,高TRIM25表达与HCC患者生存期差相关。这些发现揭示TRIM25是内质网稳态的调节因子和肿瘤治疗的潜在靶点。

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
TRIM25如何在内质网应激下调节肿瘤细胞存活及其与Keap1-Nrf2通路的关系。
核心机制
TRIM25作为E3泛素连接酶,直接泛素化Keap1并促进其降解,从而激活Nrf2信号,增强抗氧化防御并减少ROS。
主要证据
体外实验显示TRIM25过表达减少ROS、促进ERAD并抑制UPR;敲低TRIM25增加ROS和凋亡;裸鼠实验显示TRIM25敲低抑制肿瘤生长;HCC样本中TRIM25与Nrf2正相关、与Keap1负相关。
研究意义
揭示TRIM25是内质网稳态的调节因子,并可能作为肿瘤治疗的潜在靶点。

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

筛选内质网应激响应的TRIM家族基因

鉴定在内质网应激下表达改变的TRIM家族成员

用TM或TG处理HCT116细胞,通过实时PCR检测所有TRIM基因的mRNA水平。

2

验证TRIM25对内质网应激和UPR的调控

明确TRIM25在ER应激下对UPR信号通路的影响

在HCT116、Huh7等细胞中敲低或过表达TRIM25,用TM或TG处理,检测UPR相关基因和蛋白。

3

评估TRIM25对ERAD和ROS的影响

探究TRIM25是否通过调节ROS影响ERAD活性

在HCT116细胞中检测CD3-δ-YFP降解,并用流式细胞术检测ROS水平。

4

鉴定TRIM25与Keap1的相互作用及泛素化

明确TRIM25是否直接靶向Keap1并促进其泛素化降解

通过Co-IP、GST pull-down和质谱鉴定相互作用,构建截短突变体和点突变体验证泛素化位点。

5

验证TRIM25对Nrf2核转位和转录活性的影响

确定TRIM25是否通过降解Keap1激活Nrf2信号

核质分离和免疫荧光检测Nrf2核转位,实时PCR检测Nrf2下游基因HO1和NQO1。

6

验证TRIM25对肿瘤细胞存活和凋亡的影响

明确TRIM25是否促进肿瘤细胞在ER应激下的存活

MTT检测细胞活力,流式细胞术检测凋亡,Western blot检测cleaved caspase-3。

7

体内验证TRIM25对HCC生长的影响

评估TRIM25敲低对HCC异种移植瘤生长和生存的影响

裸鼠皮下注射Huh7-shNC或Huh7-shTRIM25细胞,观察肿瘤生长和生存。

8

分析TRIM25与Keap1/Nrf2在HCC样本中的相关性及预后

探讨TRIM25表达的临床意义

免疫组化检测90例HCC患者样本中TRIM25、Keap1、Nrf2表达,并进行生存分析。

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
衣霉素Sigma--
毒胡萝卜素Sigma--
2′,7′-二氯二氢荧光素二乙酸酯Sigma--
BiP抗体Cell Signaling Technology3183
JNK抗体Cell Signaling Technology9252
磷酸化SAPK/JNK抗体Cell Signaling Technology9251
eIF2α抗体Cell Signaling Technology9722
磷酸化eIF2α抗体Cell Signaling Technology9721
cleaved caspase-3抗体Cell Signaling Technology9661
Keap1抗体Cell Signaling Technology4678
Flag M2抗体SigmaF3165
微管蛋白抗体SigmaT6074
GFP抗体MBLM048-3
His抗体MBLD291-3
HA抗体Thermo Fisher Scientific71-5500
TRIM25抗体Novus BiologicalsNBP2-20710
Nrf2抗体Santa Cruz Biotechnologysc-365949
KEAP1抗体Proteintech10503-2-AP
Nrf2抗体Proteintech16396-1-AP
TRIM25多克隆抗体AbclonalA12938
山羊抗小鼠IgG, Alexa Fluor 488InvitrogenA-11001
驴抗小鼠IgG, Alexa Fluor 568InvitrogenA-10037
抗兔IgG, HRP-linked AntibodyCell Signaling Technology7074
抗小鼠IgG, HRP-linked AntibodyCell Signaling Technology7076

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
细胞培养与处理
TM (5 μg/ml) 或 TG (1 μM) 处理时间(6 h、12 h)
阅读提示:Methods: Cell culture and stable cell lines; Figure legends Fig. 1-5
TRIM25敲低/过表达
shRNA序列(TRCN0000272697, TRCN0000272699)和过表达质粒
阅读提示:Methods: Plasmids and reagents
动物实验
细胞注射数量(2.0×10^6细胞/只)、小鼠品系(BALB/c nude)、每组8只
阅读提示:Methods: Tumor xenograft mouse models; Figure legend Fig. 6
免疫组化
抗体稀释比例(1:200)和评分标准
阅读提示:Methods: Clinical samples and immunohistochemistry; Figure legend Fig. 6, 7
泛素化实验
MG132 (4 μM) 和 CQ (50 μM) 处理浓度及时间
阅读提示:Figure legend Fig. 3i