LP07和LLC肺癌临床前模型诱导不同的合成代谢缺陷和肌肉萎缩促炎效应因子的表达

LP07 and LLC preclinical models of lung cancer induce divergent anabolic deficits and expression of pro-inflammatory effectors of muscle wasting

作者信息Daniel J Belcher, Maria Guitart, Brian Hain, Hyo-Gun Kim, David Waning, Esther Barreiro, Gustavo A Nader
PMID36201324
发布时间2022-12-01
DOI10.1152/japplphysiol.00246.2022

实验完整度

包含两个肿瘤模型的体内实验,检测了肌肉质量、力量、rRNA/rDNA转录、信号通路及炎症因子表达,但缺乏功能验证和机制验证实验。

主要模型

LP07肿瘤小鼠模型(BALB/c) LLC肿瘤小鼠模型(C57BL6/129)

重点核对

肿瘤类型:LP07(BALB/c)和LLC(C57BL6/129) 肿瘤细胞接种剂量:LP07为4×10^5细胞,LLC为5×10^5细胞 实验周期:肿瘤生长监测28-30天 腓肠肌质量、前肢握力、rRNA/rDNA转录、蛋白磷酸化及炎症因子mRNA表达

摘要

临床前模型在阐明肺癌(LC)肌肉萎缩的机制中发挥了重要作用。我们研究了LP07和Lewis肺癌(LLC)肿瘤模型中合成代谢缺陷和肌肉萎缩促炎效应因子的表达。尽管两种模型中腓肠肌质量的减少相似,但肿瘤生长导致LP07小鼠出现显著无力,而LLC小鼠则无此现象。LP07肿瘤导致核糖体(r)RNA减少和rRNA基因(rDNA)转录延伸减少,而在LLC荷瘤小鼠中未观察到核糖体能力的明显变化。LP07模型中RNA聚合酶I(Pol I)延伸相关亚基Polr2f、PAF53和Znrd1 mRNA的表达显著升高,而LLC小鼠中Pol I延伸相关因子FACT和Spt4/5 mRNA升高。RPS6和4E-BP1磷酸化的减少在两种模型中相似,但在LP07小鼠中与mTOR磷酸化无关。肌肉炎症也是肿瘤特异性的,IL-6和TNF-α mRNA随LLC肿瘤增加,而NLRP3 mRNA的上调与肿瘤类型无关。总之,尽管两种模型均导致肌肉萎缩,但只有LP07模型表现出肌肉无力伴随核糖体能力下降。细胞内信号在mTOR水平出现分歧,两种肿瘤类型中RPS6和4E-BP1磷酸化均类似减少。促炎因子的增加在LLC模型中更为明显。我们的结果证明了LP07和LLC肺癌临床前模型中肌肉萎缩的合成代谢缺陷和促炎效应因子表达存在新的差异性。

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
LP07和LLC肺癌临床前模型是否通过相似的合成代谢缺陷和促炎效应因子表达诱导肌肉萎缩?
核心机制
LP07模型通过降低rDNA转录延伸减少rRNA水平,而LLC模型通过上调延伸因子维持rRNA;两种模型均减少RPS6和4E-BP1磷酸化,但mTOR磷酸化仅在LLC模型降低;IL-6和TNF-α在LLC模型中升高,NLRP3在两种模型中均升高。
主要证据
通过LP07和LLC肿瘤小鼠模型,检测了腓肠肌质量、前肢握力、rRNA/rDNA转录、Pol I亚基和延伸因子mRNA、信号蛋白磷酸化及炎症因子mRNA表达。
研究意义
该研究揭示了不同肺癌来源的肿瘤导致肌肉萎缩的合成代谢缺陷和促炎效应因子表达存在显著差异,提示肿瘤特异性机制,对理解癌症恶病质的机制和治疗干预有重要意义。

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

建立肿瘤模型

建立LP07和LLC肿瘤小鼠模型,诱导肌肉萎缩。

将LP07细胞皮下接种于BALB/c小鼠,LLC细胞皮下接种于C57BL6/129小鼠,监测肿瘤生长28-30天。

2

评估肌肉质量和功能

确定两种模型是否导致相似的肌肉萎缩和功能改变。

测量肿瘤-free体重、肿瘤重量、腓肠肌湿重和相对质量,并通过握力测试评估前肢力量。

3

分析rRNA水平和rDNA转录

探讨核糖体能力的变化及其与肌肉萎缩的关系。

提取总RNA,通过qRT-PCR检测总rRNA、45S pre-rRNA ETS和ITS,以及Pol I亚基和延伸因子的mRNA表达。

4

检测信号通路蛋白磷酸化

比较两种模型中mTOR及其下游信号的变化。

通过Western blot检测mTOR、RPS6和4E-BP1的磷酸化水平。

5

测定炎症因子表达

评估不同肿瘤对肌肉炎症因子表达的影响。

通过qRT-PCR检测IL-6、TNF-α、NLRP3、IL-1β、IL-18和肌生成抑制素mRNA表达。

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。

验证样本特征
验证肌肉功能
验证分子表达变化
验证免疫效应

产品清单

实验环节名称品牌货号
LP07肿瘤细胞--RRID: CVCL_W868
LLC细胞ATCCCRL-1642
Direct-zol RNA微型制备试剂盒Zymo ResearchR2051
SuperScript VILO cDNA合成试剂盒Zymo Research11756500
GoTaq qPCR Master预混液PromegaA6002
RIPA裂解缓冲液----
Pierce蛋白酶和磷酸酶抑制剂微型片剂Thermo Fisher ScientificA32959
4E-BP1抗体Cell Signaling Technology9644
磷酸化S6核糖体蛋白(S235/236)抗体Cell Signaling Technology2211
S6核糖体蛋白抗体Cell Signaling Technology2217
mTOR抗体Cell Signaling Technology2983
磷酸化mTOR(Ser2448)抗体Cell Signaling Technology2971
印度墨水Alfa AesarJ61007AP
CLARIOstar微孔板读板机BMG Labtech--

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
动物模型
小鼠品系(BALB/c和C57BL6/129)、年龄(8周龄)、性别(雌性)、肿瘤细胞数量和接种体积
阅读提示:Methods: Animals
肌肉功能评估
握力测试的具体操作和设备(Bioseb)
阅读提示:Methods: Determination of Muscle Function
RNA分析
RNA提取试剂盒、cDNA合成试剂盒、qRT-PCR条件、引物序列(表1)和内参基因(GAPDH)
阅读提示:Methods: RNA Extraction and Real-Time Quantitative Polymerase Chain Reaction
Western blot
蛋白提取缓冲液、抗体及稀释比例、蛋白上样量(10μg)、内参蛋白或全膜染色方法
阅读提示:Methods: Western Blot Analysis
统计分析
统计检验方法(双因素方差分析、t检验)、异常值检测(ROUT法)、相关性分析方法(Pearson)
阅读提示:Methods: Statistical Analysis