卵巢癌中中心体扩增的分子景观与功能特征

Molecular landscape and functional characterization of centrosome amplification in ovarian cancer.

作者信息Carolin M Sauer, James A Hall, Dominique-Laurent Couturier, Thomas Bradley, Anna M Piskorz, Jacob Griffiths, Ashley Sawle, Matthew D Eldridge, Philip Smith, Karen Hosking, Marika A V Reinius, Lena Morrill Gavarró, Anne-Marie Mes-Masson, Darren Ennis, David Millan, Aoisha Hoyle, Iain A McNeish, Mercedes Jimenez-Linan, Filipe Correia Martins, Julia Tischer, Maria Vias, James D Brenton
PMID37845213
发布时间2023-10-16
DOI10.1038/s41467-023-41840-3

实验完整度

高

包含287例临床组织、73种细胞系体外模型及TCGA数据,并有功能验证(药物敏感性)和机制验证(RNAseq、sWGS)

主要模型

287例HGSOC临床组织样本(OV04和BriTROC队列) 73种卵巢癌细胞系 TCGA泛癌数据队列

重点核对

CA评分阈值1.83(基于FT样本95%置信区间) 细胞系CA频率定义为非有丝分裂pHH3阴性间期细胞中≥2个中心体的比例 药物敏感性检测使用11种药物,紫杉醇最高浓度0.1 μM,其他药物最高100 μM 低氧处理:8种HGSOC细胞系从21% O2转移至5% O2培养48小时 RNAseq差异表达分析FDR<0.1且倍数变化≥1.5

摘要

高级别浆液性卵巢癌(HGSOC)以预后差和极端染色体不稳定性(CIN)为特征。靶向中心体扩增(CA)——染色体错误分离的关键介质——的治疗可能在HGSOC中具有重要临床价值。然而,CA在HGSOC中的患病率、其与CIN基因组生物标志物的关系及其对治疗反应的潜在影响尚未明确。通过对287例临床HGSOC组织和73种细胞系模型进行高通量多区域显微镜分析,我们发现通过中心粒过度复制产生的CA是HGSOC高度复发且异质的特征,并与CIN和基因组亚克隆性密切相关。基于细胞的研究表明,高患病率CA在卵巢癌细胞系中被表型复制,且高CA与增加的多重治疗耐药相关,最显著的是对紫杉醇——HGSOC中最常用的治疗。因此,HGSOC中的CA可能作为肿瘤进化的潜在驱动因素和标准治疗反应的强大生物标志物。

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
HGSOC中中心体扩增的患病率、其与CIN基因组生物标志物的关系以及对治疗反应的潜在影响尚未明确。
核心机制
CA通过中心粒过度复制产生完整且可能功能性的中心体,与CIN和基因组亚克隆性相关,可能驱动肿瘤进化;高CA细胞系中TNFα/NFκB生存信号通路上调,可能介导CA耐受和耐药。
主要证据
对287例HGSOC组织和73种细胞系进行高通量免疫荧光显微镜分析,发现CA高 prevalence 且异质;细胞系中CA与微核频率、CIN(tMAD)和基因组亚克隆性相关;药物敏感性检测显示高CA细胞系对紫杉醇等药物反应降低。
研究意义
CA可能作为HGSOC肿瘤进化的驱动因素和标准治疗(尤其是紫杉醇)反应的生物标志物,为未来研究CA相关脆弱性和治疗策略提供资源。

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HGSOC组织中心体扩增的高通量检测

确定HGSOC组织中CA的患病率、异质性及其与临床特征的关系。

使用Operetta CLS高内涵成像系统对FFPE组织切片进行免疫荧光染色(PCNT和CDK5RAP2),自动检测和量化中心体,计算CA评分。

2

卵巢癌细胞系中CA的表型特征分析

在细胞系模型中验证CA的患病率、中心体完整性及其与微核、DNA含量等特征的相关性。

对73种卵巢癌细胞系进行半自动免疫荧光成像,定量中心体(PCNT、CETN3、CEP164)、微核(Hoechst)、有丝分裂指数(pHH3)和DNA损伤(γH2AX)。

3

低氧对CA的诱导作用

探究低氧生长条件是否诱导CA及微核形成。

将8种常氧培养的HGSOC细胞系转移至5% O2培养48小时,比较CA和微核频率变化。

4

CA相关基因表达谱分析

通过RNA测序揭示高CA细胞系的转录组特征和潜在生存信号通路。

对细胞系进行RNA测序,比较CA高 vs 低(中位数分割)的差异表达基因和通路富集。

5

CA与基因组不稳定性及拷贝数特征关联分析

评估CA与CIN、拷贝数签名、倍性和基因组亚克隆性的关系。

对HGSOC组织和细胞系进行浅层全基因组测序(sWGS),拟合绝对拷贝数,计算tMAD、拷贝数签名和亚克隆性。

6

CA对化疗药物敏感性的影响

验证CA是否预测对标准化疗药物(尤其是紫杉醇)的差异反应。

选择7种CA-high和7种CA-low细胞系,用11种药物进行剂量反应测试,计算GR50和GRmax。

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
抗Pericentrin抗体Abcamab28144
抗CDK5RAP2抗体Gergely Lab--
Alexa Fluor 488InvitrogenA-11001
Alexa Fluor 555InvitrogenA-21429
Alexa Fluor 647InvitrogenA-21236
CellCarrier-96 Ultra 光学96孔板Perkin Elmer--
多聚-L-赖氨酸SigmaP4832
培养基199Sigma5017
培养基105Sigma6395
IncuCyte实时活细胞成像系统Sartorius--
Hoechst 33342Sigma-AldrichB2261
通用抗原修复缓冲液Abcamab208572
正丙基没食子酸酯Sigma-Aldrich02370
AllPrep DNA/RNA FFPE试剂盒Qiagen--
Maxwell RSC培养细胞DNA试剂盒PromegaAS1620
Maxwell RSC培养细胞RNA试剂盒PromegaAS1390
Maxwell RSC 48仪器PromegaAS8500
Juno Access Array集成流体回路芯片FluidigmPN 101-1926
D1000基因组DNA ScreenTapeAgilent5067-5582
Agilent 4200 TapeStation系统AgilentG2991AA
NovaSeq 6000测序仪Illumina--
HiSeq 4000测序仪Illumina--
LE220-plus聚焦超声仪Covaris--
SMARTer Thruplex DNA-Seq试剂盒Takara--
D5000基因组DNA ScreenTapeAgilent5067-5588
Illumina TruSeq标准mRNA试剂盒Illumina--
CellTiter-Glo试剂Promega--
CLARIOstar Plus发光检测仪BMG Labtech--
CombiDispenser分液器Thermo Scientific--
D300e数字分配器Tecan--
奥沙利铂SelleckchemS1224
紫杉醇SelleckchemS1150
tozasertibSelleckchemS1048
alisertibSelleckchemS1133
barasertibSelleckchemS1147
CW069SelleckchemS7336
BI2536SelleckchemS1109
volasertibSelleckchemS2235
CFI-400945SelleckchemS7552
AZ3146SelleckchemS2731
GSK923295SelleckchemS7090
PhoenixDx支原体检测试剂盒Procomcure Biotech--

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
临床组织中心体扩增评分
CA评分阈值1.83;组织类型和样本量(287例HGSOC,24例FT等);成像视野数(每样本50个);切片厚度25 μm
阅读提示:Methods 'Immunofluorescent centrosome staining' 和 Results 'Supernumerary centrosomes are present...';Fig. 2
细胞系中心体扩增频率
细胞系列表和培养条件(Supplementary Table 2);CA定义(非有丝分裂pHH3阴性间期细胞≥2个中心体);成像视野数(每孔5个);重复数(4次生物学重复)
阅读提示:Methods 'Cell lines' 和 'Immunofluorescent centrosome staining';Fig. 5a;Supplementary Table 2
低氧诱导CA实验
细胞系数量(8种HGSOC);低氧条件(5% O2,48小时);对照(21% O2)
阅读提示:Results 'Reduction of oxygen levels induces CA...';Fig. 6h-i
药物敏感性检测
细胞系分组(7 CA-high,7 CA-low);药物列表和浓度(紫杉醇最高0.1 μM,其他100 μM);处理时间(72小时);重复数(三重复);GR50/GRmax计算
阅读提示:Methods 'Drug sensitivity assays – GR metrics';Fig. 9
生存分析
队列(OV04和BriTROC);协变量(手术类型、分期、年龄);CA分组依据
阅读提示:Results 'Centrosome amplification is not a prognostic marker...';Fig. 4g-h