DSS1通过抑制自噬在肾细胞癌促转移生态位中激活上皮-间质转化

DSS1 inhibits autophagy to activate epithelial-mesenchymal transition in a pro-metastatic niche of renal cell carcinoma.

作者信息Xiaoyu Chen, Qingyuan Liu, Jingxian Wu, Pengfei Zhou, Mingming Zhao, Jing Song
PMID40695833
发布时间2025-07-23
DOI10.1038/s41467-025-62135-9

实验完整度

高

多细胞系体外实验、小鼠尾静脉转移与皮下成瘤模型、患者组织IHC、单细胞与空间转录组分析,并完成Co-IP、GST pulldown、泛素化等机制验证。

主要模型

Caki-1人ccRCC细胞系(源自皮肤转移) 786-O人ccRCC细胞系(源自原发肿瘤) ACHN人ccRCC细胞系 BALB/c-nu裸鼠尾静脉转移与皮下成瘤模型

重点核对

Caki-1与786-O细胞中DSS1敲低(Lv-shDSS1,shRNA#3)或过表达(Lv-DSS1)的效率经Western blot确认 尾静脉注射1×10^6个细胞,每组n=6只雄性BALB/c-nu裸鼠,7周后评估肺转移灶 皮下接种1×10^6个Caki-1细胞,每组n=6只,4周后测量肿瘤体积与重量 CQ使用浓度10 μM(对照0.02% DMSO),处理24小时;MG-132使用20 μM处理6小时;CHX使用50 μg/mL LC3B泛素化位点通过K51R突变及K48R/K63R泛素突变体实验验证

摘要

透明细胞肾细胞癌(ccRCC)转移的机制在很大程度上仍未被探索。我们证明,缺失于裂手/裂足蛋白1(DSS1)——DNA修复中BRCA2的关键辅因子——在转移性ccRCC中上调,并促进肿瘤生长和远处转移。机制上,DSS1与LC3相互作用,并通过TRIM25介导的LC3B-K51位点Lys63(K63)连接的多泛素化促进其降解。这损害了(巨)自噬流并导致p62积累,从而稳定TWIST1并促进其核转位,最终激活上皮-间质转化(EMT)。DSS1高表达(DSS1hi)的肿瘤细胞在晚期肿瘤中富集,并与肿瘤-基质界面处血管化侵袭性生态位内的微血管侵犯相关,该过程由SPP1-ITGB1相互作用介导。临床上,DSS1hi肿瘤细胞与治疗耐药和较差的患者预后相关。总之,这些发现为ccRCC转移机制提供了新见解,并提示了治疗干预的潜在途径。

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
ccRCC远处转移的分子机制尚不清楚,本研究探究DSS1在ccRCC转移中的作用及其分子通路。
核心机制
DSS1与LC3结合,通过TRIM25介导LC3B K51位点K63连接的多泛素化促进其蛋白酶体降解,抑制巨自噬流,导致p62积累并稳定TWIST1,促进TWIST1核转位,从而激活EMT。
主要证据
体外细胞实验(敲低/过表达、Transwell、免疫印迹、Co-IP、GST pulldown、体外泛素化)、小鼠尾静脉转移与皮下成瘤模型、患者组织IHC、单细胞与空间转录组数据共同支持DSS1通过自噬-TWIST1轴促进EMT和转移。
研究意义
揭示ccRCC转移的新机制,提示DSS1hi肿瘤细胞可作为预后标志物,并为靶向DSS1驱动细胞提供潜在治疗策略。

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

DSS1在ccRCC中的表达与临床相关性分析

验证DSS1在转移性ccRCC中上调并与不良预后相关。

整合TCGA-KIRC等公共数据集分析DSS1 mRNA表达与生存;对74例ccRCC患者肿瘤及配对正常组织进行IHC检测DSS1蛋白。

2

DSS1对ccRCC细胞体内转移与成瘤能力的影响

验证DSS1是否促进肿瘤生长和远处转移。

尾静脉注射DSS1敲低或过表达的Caki-1/786-O细胞建立肺转移模型;皮下接种Caki-1细胞建立皮下成瘤模型。

3

DSS1对自噬流及EMT标志物的调控

验证DSS1抑制自噬流并促进EMT。

在ACHN和Caki-1细胞中敲低或过表达DSS1,联合CQ处理,通过TEM观察自噬泡、共聚焦检测LC3 puncta与LAMP1共定位、免疫印迹检测LC3-II、p62及EMT标志物。

4

DSS1通过TWIST1调控EMT的机制验证

确定DSS1下游关键转录因子及TWIST1的作用。

通过CSGC算法筛选候选转录因子;免疫印迹检测TWIST1等EMT-TFs;在DSS1与TWIST1敲低/过表达组合中进行拯救实验,检测EMT标志物和Transwell迁移侵袭。

5

DSS1与LC3相互作用及LC3泛素化降解机制

阐明DSS1抑制自噬的分子机制。

Co-IP和GST pulldown验证DSS1-LC3结合;MG-132与CHX实验检测LC3稳定性;LC-MS/MS鉴定E3连接酶;突变体实验确定LC3B泛素化位点及连接类型;体外泛素化实验验证TRIM25直接催化。

6

单细胞与空间转录组分析DSS1hi细胞特征及生态位

在单细胞和空间水平解析DSS1驱动细胞的临床意义与微环境相互作用。

整合49例ccRCC单细胞RNA-seq数据,定义DSS1hi细胞并计算EMT/自噬模块评分;分析38例空间转录组数据,进行细胞类型反卷积和配体-受体互作分析;mIHC验证SPP1-ITGB1空间共定位。

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
DSS1抗体Proteintech13639-1-AP
LC3抗体Proteintech14600-1-AP
SQSTM1/p62抗体Proteintech18420-1-AP
TWIST1抗体Proteintech25465-1-AP
TRIM25抗体Proteintech12573-1-AP
CDH1/E-cadherin抗体Cell Signaling Technology3195
DAB显色液Absinabs9210
兔增强聚合物检测试剂盒ZSGB-BIOPV-9001
SPP1抗体Abcamab214050
ITGB1抗体Abcamab30394
pan-CK抗体Abcamab7753
CD105抗体Abcamab231774
CD31抗体Proteintech66065-2-Ig
Vimentin抗体Cell Signaling Technology5741
酪胺信号放大试剂盒RecordBio Co. LtdRC0086Plus-67RM
RPMI-1640培养基----
MEM培养基----
McCoy's 5A培养基----
DMEM培养基----
胎牛血清ExCell--
青霉素-链霉素Gibco--
氯喹MedChemExpressHY-17589A
MG-132MedChemExpressHY-13259
TRIzol试剂Invitrogen, Thermo Fisher Scientific--
逆转录试剂盒TakaraRR092A
TB Green Premix Ex Taq IITakaraRR820A
RIPA裂解液KeyGEN BiotechKGP2100
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0010S
泛素抗体Abcamab134953
Myc标签抗体Proteintech16286-1-AP
HA标签抗体Proteintech51064-2-AP
mTOR抗体AbwaysCY5306
磷酸化mTOR抗体AbwaysCY5996
Bcl-2抗体AbwaysCY5032
Beclin 1抗体HUABIOHA721216
TGF-β抗体ImmunowayYM8257
GST标签抗体Proteintech66001-2-Ig
ACTB/β-actin抗体Proteintech20536-1-AP
HRP标记二抗ProteintechSA00001
IPKine A25022轻链特异性二抗AbbkineA25022
Lipofectamine 2000Invitrogen--
GP-Transfect-Mate转染试剂GenePharmaG04009
慢病毒载体GV492Genechem--
慢病毒载体GV493Genechem--
CCK-8试剂盒Yeasen Biotechnology40203ES60
BeyoClick EdU细胞增殖试剂盒BeyotimeC0071S
Transwell小室(8 μm孔径)BIOFILTCS020024
Matrigel基质胶BD Bioscience--
Protein A琼脂糖珠Santa Cruzsc-2001
谷胱甘肽琼脂糖----
纯化人LC3B蛋白MedChemExpressHY-P70909
GST pull-down试剂盒FITGENEFI88808
LAMP1抗体Abcamab25630
DyLight 488标记山羊抗小鼠二抗----
DyLight 549标记山羊抗兔二抗----
DAPIBOSTER Biological TechnologyAR1176
PSMD3抗体Proteintech12054-1-AP
Bcl-2抗体ServiceBioGB154830
酪胺信号放大试剂盒RecordBio Co. LtdRC0086-34RM
测序级胰蛋白酶Promega--
Pierce C18离心柱Thermo Scientific--
Q-Exactive HF质谱仪Thermo Scientific--
EASY-nLC 1200纳流高效液相色谱系统Thermo Scientific--
SPI-Pon 812包埋剂----
Leica UC7rt超薄切片机Leica--
JEM-1400FLASH透射电子显微镜JEOL--
E2 Select泛素偶联试剂盒Yeasen Biotechnology20440ES10
抗Myc磁珠----
His标签E1酶UBE1----
E2酶UbcH5a/UbcH5c----
GST-TRIM25重组蛋白----

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
体内转移与成瘤模型
细胞接种数量(尾静脉1×10^6,皮下1×10^6)、小鼠品系与性别(雄性BALB/c-nu,4周龄)、每组n=6、观察时间(尾静脉7周,皮下4周)、对照病毒(Lv-shNC/Lv-Vector)
阅读提示:Methods中Xenograft model小节;Fig. 1g–m图注
自噬流检测与CQ处理
CQ浓度10 μM、对照0.02% DMSO、处理时间24小时;siDSS1/shDSS1与siNC/shNC对照;n=3独立实验
阅读提示:Methods中Inhibitors小节;Fig. 2c、Fig. 3a–e图注
LC3泛素化与降解机制实验
MG-132浓度20 μM处理6小时;CHX浓度50 μg/mL;LC3B K51R突变;K48R/K63R泛素突变体;体外泛素化体系组分与37°C 4小时
阅读提示:Methods中Ubiquitination assay小节;Fig. 6i–k图注
患者组织IHC与mIHC
IHC样本量(DSS1 n=74对,TRIM25 n=66对);mIHC样本量(n=4例);抗体货号与稀释比;病理分级信息
阅读提示:Methods中Human tissues and ethics approval、Immunohistochemistry及Multiplex immunohistochemistry小节;Fig. 8h图注
单细胞与空间转录组分析
单细胞数据集编号与样本量(GSE159115 n=14、GSE178481 n=26、GSE210038 n=9);空间转录组38个样本;DSS1hi定义阈值(高于正常上皮平均表达50%以上,占恶性细胞前12%)
阅读提示:Methods中Single-cell transcriptome data、Spatial transcriptome analysis及Identification of DSS1-driven cells小节