生物信息学筛选与临床样本验证SYCP2异常表达
筛选与DDR药物敏感性相关且在癌症中上调的基因,并验证SYCP2在乳腺癌和卵巢癌中的表达。
分析CCLE和GDSC数据库中49株乳腺癌细胞系的基因表达与DDR药物IC50相关性,筛选出152个正相关基因,进一步结合TCGA等数据库比较肿瘤与正常组织表达;用IHC和RT-qPCR检测乳腺癌和卵巢癌患者组织及癌旁组织中SYCP2蛋白和mRNA水平;分析SYCP2启动子附近DNA甲基化与表达的相关性。
Meiotic protein SYCP2 confers resistance to DNA-damaging agents through R-loop-mediated DNA repair.
包含细胞系、动物移植瘤模型和患者组织样本,并有HR报告基因、R环形成、蛋白结合等机制验证和体内药效验证。
U2OS骨肉瘤细胞系 HeLa宫颈癌细胞系 MDA-MB-231三阴性乳腺癌细胞系 BALB/c裸鼠MDA-MB-231腹腔移植瘤模型
SYCP2敲低或过表达对DR-GFP和LMNA-HR报告基因HR效率的影响 电离辐射后γ-H2AX和RAD51免疫荧光焦点动力学 DART实验中TA-KR诱导损伤位点SYCP2、RAD51和R环(S9.6)的招募 MST和EMSA检测SYCP2-M1与DNA-RNA杂交体的结合亲和力 MDA-MB-231移植瘤模型中50 mg/kg奥拉帕利隔天腹腔注射共8次、第23天检测肿瘤体积
提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。
按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。
筛选与DDR药物敏感性相关且在癌症中上调的基因,并验证SYCP2在乳腺癌和卵巢癌中的表达。
分析CCLE和GDSC数据库中49株乳腺癌细胞系的基因表达与DDR药物IC50相关性,筛选出152个正相关基因,进一步结合TCGA等数据库比较肿瘤与正常组织表达;用IHC和RT-qPCR检测乳腺癌和卵巢癌患者组织及癌旁组织中SYCP2蛋白和mRNA水平;分析SYCP2启动子附近DNA甲基化与表达的相关性。
评估SYCP2表达水平与多种DDR药物IC50的相关性,并比较其他通路药物。
在乳腺癌和卵巢癌细胞系中分析SYCP2表达与Cisplatin、CPT11以及Olaparib、Rucaparib、Talazoparib的IC50相关性;扩展分析248种抗癌药物,比较DDR药物与其他通路药物与SYCP2表达的相关性。
检验SYCP2是否参与DSB修复及同源重组。
在HeLa、U2OS和乳腺癌细胞中用siRNA敲低SYCP2,通过集落形成实验检测对Olaparib和Cisplatin的敏感性;电离辐射后定量γ-H2AX和RAD51焦点;利用DR-GFP报告基因检测HR效率,并用EJ5-GFP、EJ2-GFP和SSA-GFP报告基因检测NHEJ、alt-NHEJ和SSA;用AID-DlvA报告系统检测DNA末端切除。
确定SYCP2是否以转录依赖方式促进HR和R环积累。
使用Tet-DR-GFP报告系统比较转录开启和关闭状态下的HR效率;用DART实验将KillerRed靶向转录活跃或不活跃的基因组位点,检测SYCP2、RAD51和S9.6(R环)焦点;用I-SCEI诱导转录区DSB检测SYCP2招募;用RNA聚合酶II抑制剂或RNase H1处理验证R环依赖性。
定位SYCP2中介导损伤招募、R环结合和HR功能的关键区域及氨基酸残基。
构建SYCP2截短体M1(492–1035 aa)、M2(1035–1364 aa)和ΔM1(Δ492–1035 aa),在DART实验和LMNA-HR报告基因中检测其招募和促HR能力;纯化SYCP2-M1蛋白,用MST和EMSA检测其与DNA-RNA杂交体、dsDNA和ssRNA的结合;用体外R-loop形成实验检测SYCP2-M1促R环形成能力;构建KR-to-A突变体(2KR、5KR、11KR)验证关键KR残基。
检验SYCP2促进RAD51招募和DDR药物抗性是否依赖BRCA1。
分析BRCA突变或BRCA1/2表达高低不同的细胞系中SYCP2表达与DDR药物IC50的相关性;在BRCA1缺陷的HCC1937和HCC1954细胞中敲低或过表达SYCP2并检测RAD51焦点;在HeLa细胞中联合敲低BRCA1和SYCP2,检测对CPT11、Cisplatin和PARPi的敏感性。
验证SYCP2敲低对PARPi体内疗效的影响,以及SYCP2表达与患者DDR药物反应和预后的关系。
将LV-siSYCP2或LV-siCtrl感染的MDA-MB-231细胞腹腔注射到BALB/c裸鼠,给予50 mg/kg奥拉帕利或生理盐水,测量肿瘤体积;对16例接受Sacituzumab Govitecan治疗的乳腺癌患者和28例接受铂类化疗的卵巢高级别浆液性癌患者组织进行SYCP2 IHC,分析SYCP2高低与治疗反应和生存的关系。
按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。
| 实验环节 | 名称 | 品牌 | 货号 |
|---|---|---|---|
| 细胞培养 | Dulbecco改良Eagle培养基 | Lonza | 12-604 F |
| 罗斯威尔公园纪念研究所1640培养基 | Sigma | R8758 | |
| 胎牛血清 | XY Cell Culture | FBS-500 | |
| 质粒转染 | Lipofectamine 2000转染试剂 | Invitrogen | 11668019 |
| siRNA转染 | Lipofectamine RNAiMax转染试剂 | Invitrogen | 13778150 |
| 药物处理 | 顺铂 | Sigma | 1134357 |
| 奥拉帕利 | Selleckchem | S1060 | |
| 盐酸伊立替康 | Sigma | I1406 | |
| 激光微辐照 | Olympus FV1000共聚焦显微镜系统 | Olympus | F10PRDMYR-1 |
| 活细胞成像 | 35毫米玻璃底培养皿 | MatTek | P35GC-1.5-14-C |
| LMNA-HR报告基因实验 | FuGENE 6转染试剂 | Promega | E2691 |
| MST蛋白标记 | Monolith His标签标记试剂盒 | -- | MO-L018 |
| 免疫荧光染色 | SYCP2抗体 | Invitrogen | PA5-66486 |
| RAD51抗体 | Abcam | ab63801 | |
| γH2AX抗体 | EMD Millipore | 05-636 | |
| BRCA1抗体 | Santa Cruz Biotechnology | sc-6954 | |
| Cyclin A抗体 | Santa Cruz Biotechnology | sc27162 | |
| CtIP抗体 | Active Motif | 61142 | |
| RPA抗体 | Cell Signaling Technology | 2267 | |
| 磷酸化RPA抗体 | Bethyl | A300-246A | |
| R环染色 | α-9.6抗体 | Kerafast | ENH001 |
| Western blot | GFP抗体 | Roche | 11814460001 |
| SYCP2抗体 | LifeSpan BioSciences | LS-C386874 | |
| BRCA2抗体 | Abcam | ab9143 | |
| β-肌动蛋白抗体 | Cell Signaling Technology | 3700 | |
| 化学发光HRP底物 | Abcam | WBKLS0500 | |
| 免疫组织化学 | SYCP2抗体 | Invitrogen | PA5-67554 |
| Ki-67抗体 | Santa Cruz Biotechnology | sc-23900 |
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 |
|---|---|
| 细胞系与培养 | 细胞系来源(ATCC)、培养基类型(DMEM或RPMI 1640)、FBS浓度(10%或15%)、培养温度37°C和5% CO2 阅读提示:Methods中Cell culture, plasmids, siRNAs, and chemicals小节 |
| SYCP2敲低和过表达 | siRNA序列(siSYCP2、siSYCP2#2)、siRNA转染试剂和转染后检测时间(48–72 h)、过表达质粒构建和转染方法 阅读提示:Methods中Cell culture, plasmids, siRNAs, and chemicals小节 |
| 药物敏感性和集落形成实验 | 细胞接种密度(约400细胞/6 cm皿)、药物浓度和处理时间(9天)、重复次数(3次) 阅读提示:Methods中Colony-forming assay小节及图2A、图6F |
| HR报告基因实验 | DR-GFP、EJ5-GFP、EJ2-GFP、SSA-GFP报告基因质粒转染条件、I-SceI转染量(5 μg)、多西环素浓度(1 μg/ml)和检测时间(72 h) 阅读提示:Methods中tetR-DR-GFP-Assay for measuring TC-HR和Supplementary Methods |
| DART实验 | KillerRed光照激活时间(20分钟或25分钟)、恢复时间(30分钟至1小时)、TA-KR和tetR-KR质粒转染条件 阅读提示:Methods中DART assay小节 |
| MST和EMSA结合实验 | SYCP2-M1蛋白浓度(MST为10 nM,EMSA为5.3–12.4 μM)、核酸底物浓度(MST为0.1–0.5 μM,EMSA为0.1 μM)、缓冲液组成 阅读提示:Methods中Microscale thermophoresis assay和Electrophoretic mobility shift assay小节 |
| 动物实验 | MDA-MB-231细胞接种量(6.0×10^5/只)、小鼠品系(BALB/c裸鼠)、分组(n=6/组)、奥拉帕利剂量(50 mg/kg)和给药方案(隔天腹腔注射,共8次)、实验终点(第23天) 阅读提示:Methods中Xenograft study小节及图7A |
| 临床样本分析 | 乳腺癌队列(n=16)和卵巢癌队列(n=28)的样本来源、IHC评分标准(0–4分类,SYCP2低为0–1,高为3–4)、治疗反应分类(PR、SD或铂敏感/耐药) 阅读提示:Methods中Immunohistochemistry (IHC) of patients’ tissues小节及图7B、7C |