Lin28b足以驱动小鼠模型中的肝癌并且是其维持所必需的

Lin28b is sufficient to drive liver cancer and necessary for its maintenance in murine models.

作者信息Liem H Nguyen, Daisy A Robinton, Marc T Seligson, Linwei Wu, Lin Li, Dinesh Rakheja, Sarah A Comerford, Saleh Ramezani, Xiankai Sun, Monisha S Parikh, Erin H Yang, John T Powers, Gen Shinoda, Samar P Shah, Robert E Hammer, George Q Daley, Hao Zhu
PMID25117712
发布时间2014-08-11
DOI10.1016/j.ccr.2014.06.018

实验完整度

高

使用多种转基因小鼠模型、条件性基因敲除、siRNA治疗、细胞系实验及PET/CT成像,包含功能验证和机制验证。

主要模型

ApoE-LIN28B转基因小鼠(肝细胞特异性过表达人LIN28B) LAP-MYC转基因小鼠(多西环素诱导MYC肝母细胞瘤模型) Alb-MYC转基因小鼠(肝细胞特异性诱导MYC肝母细胞瘤模型) H2.35细胞系(SV40永生化小鼠肝细胞)

重点核对

ApoE-LIN28B小鼠:多西环素1mg/mL或0.1mg/mL饮水给药,观察肿瘤发生 LAP-MYC模型:多西环素撤药诱导MYC表达,肿瘤在1月龄形成后随机分组治疗 siRNA治疗:p14腹腔注射、p24和p31静脉注射,每只20g小鼠每剂0.7mg/mL 条件性Lin28b敲除:他莫昔芬0.2mg/g体重腹腔注射连续3天,休息6天后再连续2天 DEN处理:2周龄单次25mg/kg腹腔注射,3周龄起多西环素1g/L

摘要

Lin28a/b是影响干细胞维持、代谢和肿瘤发生的RNA结合蛋白。低分化、侵袭性癌症常过表达Lin28,但其在肿瘤起始或维持中的作用尚未被明确界定。我们报道,LIN28B过表达足以在小鼠模型中引发肝母细胞瘤和肝细胞癌。我们还在MYC驱动的肝母细胞瘤中检测到Lin28b过表达,并且肝脏特异性敲除Lin28a/b减少了肿瘤负荷、延长了潜伏期并延长了生存期。针对Lin28b的静脉注射siRNA和条件性Lin28b敲除均减少了肿瘤负荷并延长了生存期。Igf2bp蛋白上调,并且在LIN28B过表达的背景下需要Igf2bp3来促进生长。因此,多种小鼠模型表明,Lin28b既足以引发肝癌,又是其维持所必需的。

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
Lin28b过表达是否足以引发肝癌,并且是否是肿瘤维持所必需的?
核心机制
LIN28B通过抑制let-7以及部分通过上调Igf2bp1和Igf2bp3促进肝癌发生;肿瘤维持需要Lin28b,其缺失导致凋亡增加而非增殖减少。
主要证据
ApoE-LIN28B转基因小鼠中LIN28B过表达足以诱发肝母细胞瘤和肝细胞癌;在MYC驱动的肝母细胞瘤中,Lin28a/b基因敲除或siRNA靶向Lin28b可减少肿瘤负荷并延长生存;H2.35细胞中Igf2bp3敲低在LIN28B过表达背景下显著抑制细胞增殖。
研究意义
表明Lin28b是肝癌发生和维持的关键 oncogene,靶向Lin28b可能成为过表达Lin28b的肝癌(如肝母细胞瘤和肝细胞癌)的潜在治疗策略。

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

建立LIN28B过表达肝癌模型

验证LIN28B过表达是否足以在小鼠体内引发肝癌。

将ApoE-rtTA小鼠与TRE-LIN28B小鼠杂交,获得双转基因ApoE-LIN28B小鼠,通过饮水给予多西环素诱导肝细胞特异性过表达人LIN28B,观察肿瘤形成。

2

分析MYC驱动肝母细胞瘤中Lin28b表达

探究在MYC驱动的肝母细胞瘤中Lin28a/b是否异常激活。

使用LAP-MYC(四环素关闭系统)和Alb-MYC(四环素开启系统)两种MYC驱动肝母细胞瘤模型,通过qRT-PCR和免疫组化检测Lin28a/b表达及let-7水平。

3

遗传敲除Lin28a/b验证肿瘤维持作用

验证Lin28a/b缺失是否影响MYC驱动肝母细胞瘤的进展和生存。

在Alb-MYC背景下构建Lin28a/b双条件敲除小鼠(Lin28aFl/Fl或Fl/−; Lin28bFl/Fl或Fl/−; Alb-Cre),出生时诱导MYC,观察生存期、肿瘤负荷、凋亡和增殖。

4

siRNA和条件性敲除靶向Lin28b的治疗验证

验证靶向Lin28b是否可抑制已形成肿瘤的生长并延长生存。

在LAP-MYC小鼠肿瘤形成后,随机分组给予siLin28b 1、siLin28b 2或对照siRNA,或使用他莫昔芬诱导Ubiquitin-Cre/ERT2介导的Lin28b条件性敲除,监测生存、肿瘤负荷和凋亡。

5

Igf2bp3作为Lin28b下游效应分子的功能验证

探究Igf2bp家族是否介导Lin28b的促生长作用。

在H2.35细胞中过表达LIN28B,并用siRNA敲低Igf2bp3,检测细胞增殖;同时检测小鼠肿瘤和异种移植瘤中Igf2bp1/3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。

验证样本或模型特征
验证分子表达变化
验证机制链路
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
多西环素----
二乙基亚硝胺----
他莫昔芬Sigma--
Invivofectamine转染试剂Invitrogen1377501
FLOATALYZER透析装置Thermo Fisher Scientific08607021
Lipofectamine 2000转染试剂Life Technologies11668019
对照siRNALife Technologies4390843
Igf2bp3 siRNALife Technologies4390771-s100444
Lin28b siRNA 1Life Technologies4390771-s117291
Lin28b siRNA 2Life Technologies4390771-s117292
体内对照siRNALife Technologies4457289
体内Lin28b siRNA 1Life Technologies4457308-s117291
体内Lin28b siRNA 2Life Technologies4457308-s117292
抗Lin28a抗体Cell Signaling8641
抗Lin28b抗体Cell Signaling5422
抗Ki-67抗体Abcam15580
抗磷酸化H3抗体Cell Signaling9706
抗Cleaved Caspase-3抗体Cell Signaling9661
抗c-MYC抗体SigmaM4439
抗Afp抗体R&D SystemsMAB1368
DAPI染料Vector BiolabsNC9029229
PVDF膜BioRad170-4159
SuperSignal West Pico或Femto化学发光试剂Thermo Scientific34095
c-MYC抗体Santa Cruzsc788
Igf2bp1抗体Cell signaling8482
IGF2BP3抗体Proteintech14642-1-AP
β-Tubulin抗体Cell Signaling2128
Trizol试剂Invitrogen15596018
miScript II逆转录试剂盒Qiagen218161
iScript逆转录预混液BioRad1708840
Cryo-gel包埋剂Tissue-Tek62806-01
亲和素/生物素封闭试剂盒Vector LaboratoriesSP-2001
Elite ABC试剂盒和DAB底物Vector LaboratoriesSK-4100
Siemens Inveon PET/CT多模态系统Siemens Medical Solutions--

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
LIN28B过表达肝癌模型建立
多西环素给药浓度(1mg/mL或0.1mg/mL)、给药途径(饮水)、小鼠基因型(ApoE-rtTA; TRE-LIN28B)、对照(TRE-LIN28B单转基因)
阅读提示:Methods: Mice段落;Figure 1B、S1N、S1O
MYC驱动肝母细胞瘤模型
多西环素诱导/撤药方案(LAP-MYC撤药,Alb-MYC出生时1mg/mL)、肿瘤形成时间(1月龄)、随机分组时间点
阅读提示:Methods: Mice段落;Results相应部分;Figure 3A、3B
siRNA治疗实验
siRNA剂量(每只20g小鼠0.7mg/mL)、给药途径和时间(p14腹腔,p24和p31静脉)、siRNA序列(siLin28b 1和2)、对照(siScramble)
阅读提示:Methods: In vivo siRNA treatment段落;Figure 7A-7H
条件性Lin28b敲除实验
他莫昔芬剂量(0.2mg/g体重)、给药方案(连续3天,休息6天,再连续2天)、基因型(Lin28bFl/Fl或Fl/−,对照至少一个WT等位基因)、敲除效率验证
阅读提示:Methods: Mice段落;Figure 7I、S4F、S4G
Igf2bp3功能验证
细胞系(H2.35)、siRNA浓度(25nM)、处理时间(3天)、LIN28B过表达方式(逆转录病毒)、增殖检测方法
阅读提示:Methods: Cell Lines, Constructs and Transfection Experiments段落;Figure 6G、6H