阿司匹林通过抑制垂体腺瘤中的PTTG1介导其抗肿瘤作用

Aspirin Mediates Its Antitumoral Effect Through Inhibiting PTTG1 in Pituitary Adenoma

作者信息Borbála Szabó, Kinga Németh, Katalin Mészáros, Lilla Krokker, István Likó, Éva Saskői, Krisztina Németh, Pál Tamás Szabó, Nikolette Szücs, Sándor Czirják, Gábor Szalóki, Attila Patócs, Henriett Butz
PMID36059148
发布时间2022-11-23
DOI10.1210/clinem/dgac496

实验完整度

包含体外细胞功能实验(增殖、迁移、细胞周期)、转录组和甲基化组测序、启动子报告基因实验、蛋白质印迹以及人类PitNET样本的基因表达验证,构成多个证据层级。

主要模型

RC-4B/C垂体细胞系 GH3垂体细胞系 41例人垂体神经内分泌肿瘤(PitNET)组织样本 76例PitNET与34例正常垂体的独立验证队列

重点核对

阿司匹林处理浓度:5 mM 地西他滨处理浓度:10 μM RC-4B/C和GH3细胞系(ATCC认证) 41例PitNET组织样本的5hmC水平与PTTG1表达相关性 Pttg1启动子报告基因实验(pGL3载体)

摘要

背景:DNA去甲基化和阿司匹林对垂体细胞增殖的抑制作用已被证实。目的:我们的目标是阐明阿司匹林在垂体细胞中相关效应背后的分子机制。方法:在阿司匹林处理后,研究了RC-4B/C和GH3垂体细胞系的DNA甲基化组和全转录组谱。进一步在体外测试了阿司匹林和去甲基化剂地西他滨的效果。评估了41个人类PitNET样本中的PTTG1表达,以及76个PitNET和34个对照样本的全基因组基因和蛋白质表达数据(可在Gene Expression Omnibus中获得)。结果:阿司匹林诱导了全局DNA去甲基化和随之而来的转录组变化。Tet酶及其辅因子Uhrf2的过表达被确定为5-羟甲基胞嘧啶(5hmC)增加的原因。除了通过功能实验验证的细胞周期、增殖和迁移效应外,阿司匹林通过p53乙酰化增加了Tp53活性,并降低了E2f1活性。在p53控制的基因中,阿司匹林通过抑制Pttg1启动子活性下调了Pttg1及其相互作用伙伴的表达。5hmC与Tet1-3和Tp53表达正相关,与Pttg1表达负相关,这被地西他滨的效果所加强。此外,在阿司匹林调节的基因和PitNET组织样本中的失调基因之间发现了高度重叠(20.15%)。结论:揭示了一个新的调控网络,其中阿司匹林调节全局去甲基化、Tp53活性和Pttg1表达,同时降低细胞增殖和迁移。5hmC作为PitNET中的一种新型组织生物标志物,也指示了阿司匹林在体外的抗肿瘤作用。我们的发现提示阿司匹林在PitNET中可能具有有益作用。

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
阿司匹林在垂体腺瘤细胞中发挥抗肿瘤效应的分子机制是什么?
核心机制
阿司匹林通过上调TET1-3和UHRF2促进全局DNA去甲基化(5hmC增加),并通过p53 K382乙酰化增强Tp53活性,抑制Pttg1启动子活性,从而下调PTTG1及其相互作用伙伴的表达,最终抑制细胞周期、增殖和迁移。
主要证据
HPLC-MS/MS显示5hmC增加;RNA测序和RT-qPCR显示Pttg1下调;Western blot显示p53乙酰化增加;荧光素酶报告实验显示Pttg1启动子活性降低;体外功能实验表明增殖和迁移减少;人类PitNET样本中20.15%的失调基因与阿司匹林调控基因重叠。
研究意义
揭示了阿司匹林通过去甲基化-PTTG1-p53调控网络发挥抗肿瘤作用,提示阿司匹林在PitNET中可能具有潜在的治疗益处,并指出5hmC作为PitNET组织生物标志物的可能性。

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

细胞培养与阿司匹林处理

评估阿司匹林对垂体细胞系DNA甲基化和转录组的影响。

RC-4B/C和GH3细胞系培养,并用5 mM阿司匹林处理。

2

全局DNA甲基化/去甲基化分析

检测阿司匹林处理后全局DNA甲基化和去甲基化水平的变化。

使用HPLC-MS/MS测量5mC和5hmC水平及5hmC/5mC比率。

3

全转录组测序与分析

鉴定阿司匹林处理后的全基因组转录变化,并识别受影响的通路和转录因子。

进行polyA NGS文库制备,在Illumina NovaSeq平台上测序,并使用edgeR、通路分析和转录因子分析。

4

体外功能验证

验证阿司匹林对细胞活力、增殖、死亡、迁移和细胞周期的影响。

使用Alamar Blue测定活力,台盼蓝染色计数活细胞,划痕实验检测迁移,流式细胞术分析细胞周期和Ki-67。

5

转录因子活性分析

分析阿司匹林处理后转录因子活性变化,特别是Tp53和E2f1。

使用TRRUST数据库分析RNA-seq数据,评估转录因子调控网络。

6

靶向基因表达和蛋白验证

验证关键基因的表达变化,包括Tet、Uhrf、Pttg1、Tp53等。

使用RT-qPCR和Western blot检测基因和蛋白表达,并分析p53乙酰化。

7

启动子活性分析

检测阿司匹林和地西他滨对Pttg1启动子活性的影响。

构建Pttg1启动子荧光素酶报告载体,转染RC-4B/C细胞,检测荧光素酶活性。

8

人类样本验证

验证阿司匹林调控的基因在人类PitNET中的表达变化。

分析41例PitNET样本的PTTG1表达和甲基化状态,并使用公共数据库(GEO)中的基因和蛋白表达数据(76例PitNET vs 34例正常)进行交叉验证。

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
阿司匹林Sigma Chemical Co.#A5376
地西他滨Adooq#A10292
MiRNeasy Mini 试剂盒Qiagen217004
NucleoSpin miRNA 试剂盒Macherey Nagel740971.50
QIAamp DNA Mini 试剂盒Qiagen51104
NanoDrop 1000 分光光度计Thermo Fisher Scientific--
Agilent 1100 系列高效液相色谱Agilent--
Sciex 6500 QTRAP 串联质谱仪Sciex--
5-甲基胞嘧啶和5-羟甲基胞嘧啶DNA标准品套装Zymo Research Corporation--
NEBNext Ultra II 定向 RNA 文库制备试剂盒(Illumina)New England Biolabs#E7760S/L
Illumina NovaSeq 6000 测序平台Illumina--
Alamar Blue 测定InvitrogenDAL1025
台盼蓝Gibco15250061
磷酸盐缓冲液Corning21-040-CV
Cycloscope 试剂 DNA 标记溶液CytognosCYT-CS-R-50
IntraStain 试剂 ADako-AgilentK2311
Ki67 抗体Sony Biotechnology2352515
BD FACS Lyric 流式细胞仪Becton, Dickinson and Company--
Kaluza 2.1.1 软件Beckman Coulter--
pGL3 启动子载体Promega--
pRL-TK 载体Promega--
Lipofectamine 3000Thermo Fisher Scientific--
Dual-Glo 荧光素酶检测系统Promega#E2920
p53 (1C12) 小鼠单克隆抗体Cell Signaling Technology2524
乙酰化p53 (K382) 兔单克隆抗体Biossbs-0905R
抗PTTG抗体 (DCS-280)Santa Cruz Biotechnologysc-56207
抗β-肌动蛋白抗体Cell Signaling Technology4967
山羊抗小鼠HRP偶联二抗AgilentP0447
山羊抗兔HRP偶联二抗AgilentP0448
GraphPad Prism 6.01----

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
细胞系(RC-4B/C和GH3)的来源和代数;阿司匹林浓度(5 mM)和地西他滨浓度(10 μM);处理时间。
阅读提示:Methods - Cell Culture and Treatment
DNA甲基化/去甲基化分析
HPLC-MS/MS方法中的DNA水解条件(甲酸浓度、温度、时间)、色谱和质谱参数。
阅读提示:Methods - DNA Methylation-Demethylation Analysis by HPLC-MS/MS
转录组测序
RNA文库制备试剂盒和测序平台;差异表达分析的阈值(FC>2, FDR<0.05)。
阅读提示:Methods - Transcriptome Sequencing and Data Analysis
功能实验
Alamar Blue测定和台盼蓝染色的具体操作;划痕实验的细胞密度、划痕工具和测量时间点;流式细胞术的细胞数量、染料和仪器设置。
阅读提示:Methods - In Vitro Functional Assays
启动子报告实验
Pttg1启动子片段长度(2090 bp)和克隆载体;转染用量(150 ng质粒);荧光素酶检测试剂盒。
阅读提示:Methods - Vector Construction and Luciferase Reporter Gene Assay
人类样本分析
PitNET样本的纳入标准、病理分型;基因表达数据的平台和分析方法。
阅读提示:Methods - Patient Cohorts and Gene and Protein Array Expression Profile Analysis