ROR1 作为 cavin-1 和 caveolin-1 的支架维持小窝结构与生存信号

ROR1 sustains caveolae and survival signalling as a scaffold of cavin-1 and caveolin-1.

作者信息Tomoya Yamaguchi, Can Lu, Lisa Ida, Kiyoshi Yanagisawa, Jiro Usukura, Jinglei Cheng, Naoe Hotta, Yukako Shimada, Hisanori Isomura, Motoshi Suzuki, Toyoshi Fujimoto, Takashi Takahashi
PMID26725982
发布时间2016-01-04
DOI10.1038/ncomms10060

实验完整度

高

包含多种NSCLC细胞系体外模型及IP-WB、GST pull-down、电镜、超分辨成像等多层机制验证

主要模型

NCI-H1975肺腺癌细胞系 PC-9肺腺癌细胞系 A431外阴表皮癌细胞系 COS-7细胞系

重点核对

siRNA转染浓度20 nM,转染后72 h收获用于多数分析(IP-WB分析cavin-1与CAV1相互作用为24 h) 多种生长因子刺激浓度50 ng/ml、刺激30 min,包括IGF-I、IGF-II、insulin、PDGF、HGF TKI处理:gefitinib 1 μM或CL-387,785 0.5 μM,与50 ng/ml IGF-I或HGF共处理6 h 溶酶体抑制剂chloroquine 100 μM、蛋白酶体抑制剂MG262 10 nM,连续暴露48 h ROR1敲低后质膜小窝数量统计不少于18个随机质膜区域(17–50 μm²)

摘要

受体酪氨酸激酶样孤儿受体1(ROR1)在肺腺癌中直接位于谱系生存癌基因NKX2-1/TTF-1下游,维持促生存信号。本文报道该受体酪氨酸激酶(RTK)一个意外的功能,即作为cavin-1和caveolin-1(CAV1)这两种小窝必需结构组分的支架。ROR1这一不依赖激酶的功能促进cavin-1和CAV1在质膜上的相互作用,从而阻止CAV1的溶酶体降解,进而维持小窝结构以及通过多种RTK向AKT的促生存信号。这些发现为ROR1抑制如何克服因MET和IGF-IR等多种RTK旁路信号导致的EGFR–酪氨酸激酶抑制剂(TKI)耐药提供了机制解释,该耐药是目前临床上的一大障碍。鉴于ROR1的癌胚表达特征,抑制肺腺癌患者中ROR1的支架功能是改善这一致命癌症治疗的一种有吸引力的途径。

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
ROR1如何维持非小细胞肺癌中多种RTK的信号传导,以及ROR1抑制能否克服旁路信号介导的EGFR–TKI耐药。
核心机制
ROR1以不依赖激酶活性的方式作为cavin-1和CAV1的支架,促进二者在质膜上的相互作用,阻止CAV1的溶酶体降解,从而维持小窝结构及多种RTK向AKT的促生存信号。
主要证据
在NCI-H1975、PC-9等细胞中,siROR1或siCAV1降低多种RTK磷酸化;ROR1敲低降低CAV1蛋白但不影响其mRNA,chloroquine可挽救而MG262不能;IP-WB和GST pull-down证实ROR1与cavin-1、CAV1结合并定位其结合区域;激酶失活ROR1可同样挽救CAV1表达和DRM定位;ROR1敲低减少小窝结构并增加CAV1与LAMP-1共定位。
研究意义
作者提出抑制ROR1的支架功能可通过破坏小窝结构抑制广谱RTK的促生存信号,是克服MET、IGF-IR等旁路信号所致EGFR–TKI耐药的潜在策略,且基于ROR1的癌胚表达特征具有肿瘤特异性。

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

ROR1敲低对多种RTK磷酸化的影响

验证ROR1是否维持多种RTK的磷酸化信号

在NCI-H1975和PC-9细胞中用siROR1处理,采用人磷酸化RTK阵列检测49种RTK磷酸化状态,并用生长因子刺激检测RTK及AKT磷酸化

2

ROR1对CAV1表达及小窝结构的维持

验证ROR1是否维持CAV1表达和小窝结构

用三条独立ROR1 siRNA敲低ROR1,WB和免疫荧光检测CAV1/CAV2表达;RT-PCR检测CAV1 mRNA;氯喹和MG262处理检测降解途径;冷冻断裂复型电镜和免疫电镜观察小窝结构

3

ROR1与cavin-1、CAV1的结合及区域定位

验证ROR1是否与cavin-1和CAV1结合并确定结合区域

用octylglucoside裂解进行IP-WB,用纯化的GST标签蛋白进行pull-down,构建多种ROR1和cavin-1缺失突变体定位结合区域,并用缺失结合区域的ROR1突变体进行CAV1挽救实验

4

ROR1激酶活性依赖性验证

验证ROR1维持CAV1和小窝结构是否需要其激酶活性

用siRNA抗性的野生型和激酶失活ROR1进行挽救实验,蔗糖密度梯度离心检测DRM中CAV1和cavin-1,检测SRC抑制剂及cavin-1磷酸化位点突变的影响

5

ROR1抑制克服旁路信号介导的EGFR–TKI耐药

验证抑制ROR1、cavin-1或CAV1能否克服IGF-I或HGF介导的EGFR–TKI耐药

在A431、PC-9和NCI-H1975细胞中敲低ROR1、cavin-1或CAV1,联合gefitinib或CL-387,785与IGF-I或HGF处理,检测RTK和AKT磷酸化及细胞增殖

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
吉非替尼Biaffin GmbH & Co KG--
达沙替尼Selleckchem--
CL-387, 785Calbiochem--
SKI-ICalbiochem--
重组肝细胞生长因子PeproTech--
重组胰岛素样生长因子IPeproTech--
重组胰岛素样生长因子IIPeproTech--
重组胰岛素Sigma--
重组血小板衍生生长因子Cell Signaling Technology--
氯喹Sigma--
MG262Sigma--
抗ROR1抗体Cell Signaling Technology4102
抗IGF-IR抗体Cell Signaling Technology3027
抗PDGFR抗体Cell Signaling Technology3164
抗c-MET抗体Cell Signaling Technology3127
抗ERBB2抗体Cell Signaling Technology2165
抗AKT抗体Cell Signaling Technology4691
抗ERK抗体Cell Signaling Technology9102
抗c-Src抗体Cell Signaling Technology2109
抗S6K抗体Cell Signaling Technology9202
抗磷酸化IGF-IR抗体Cell Signaling Technology3024
抗磷酸化胰岛素受体抗体Cell Signaling Technology3024
抗磷酸化PDGFR抗体Cell Signaling Technology2992
抗磷酸化c-MET抗体Cell Signaling Technology3126
抗磷酸化AKT抗体Cell Signaling Technology9271
抗磷酸化ERK1/2抗体Cell Signaling Technology4377
抗磷酸化c-Src抗体Cell Signaling Technology2101
抗磷酸化S6K抗体Cell Signaling Technology9205
抗α-微管蛋白抗体SigmaT9026
抗c-myc抗体SantaCruzsc-40
抗转铁蛋白受体抗体Invitrogen13–6,800
抗cavin-1抗体Bethyl LaboratoriesA301-271 A
抗GST抗体MBLM071-3
抗ROR1抗体R&D systemsAF2000
抗胰岛素受体抗体Abcamab69508
抗ROR1抗体Abcamab111174
抗CAV2抗体Abcamab75865
抗CAV1抗体Abcamab18199
抗LAMP-1抗体Abcamab24170
抗cavin-1抗体Abcamab135655
抗CAV1抗体BD Bioscience610407
抗CAV2抗体BD Bioscience610685
抗EGFR抗体BD Bioscience610017
抗小鼠IgG抗体Cell Signaling Technology7076
抗兔IgG抗体Cell Signaling Technology7074
Lipofectamine RNAiMAX转染试剂Invitrogen--
细胞计数试剂盒-8Dojindo Laboratories--
人磷酸化RTK阵列试剂盒R&D Systems--
ProteoExtract亚细胞蛋白质组提取试剂盒Calbiochem--
FuGENE6转染试剂Promega--
Power SYBR Green PCR预混液Applied Biosystems--
ABI Prism7500实时PCR仪Applied Biosystems--
c-Myc标签蛋白温和纯化试剂盒MBL--
GST标签cavin-1野生型蛋白Abnova--
GST标签cavin-1膜结合结构域蛋白Abnova--
GST标签cavin-2野生型蛋白Abnova--
GST标签CAV1蛋白Abcam--
Zenon Alexa Fluor 488抗体标记试剂盒Life TechnologiesZ-25302
Zenon Alexa Fluor 568抗体标记试剂盒Life TechnologiesZ-25306
Alexa-488二抗InvitrogenA11055
Alexa-568二抗InvitrogenA11031
Alexa-350二抗InvitrogenA11046
DAPI溶液Dojindo Laboratories--
Fluoromount封片剂Diagnostic BioSystems--
Vectashield H-1,000封片剂Vector Laboratories--
JEM-1011电子显微镜JEOL--
BAF400冷冻断裂装置Baltec--
HPM 010高压冷冻机Leica--
FR 9000冷冻蚀刻装置Hitachi--
SW41Ti转子Beckman--

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
siRNA敲低实验
siRNA浓度20 nM、转染试剂、收获时间(多数72 h,cavin-1与CAV1相互作用分析24 h)
阅读提示:Methods中RNA interference小节
生长因子刺激与RTK磷酸化检测
生长因子种类及浓度50 ng/ml、刺激时间30 min、血清饥饿24 h
阅读提示:Methods中Ligand and/or TKI treatment in siRNA-treated cells小节及Fig. 1b图注
TKI耐药挽救实验
gefitinib 1 μM或CL-387,785 0.5 μM、IGF-I或HGF 50 ng/ml、处理6 h(WB)或4天(增殖)、n=3
阅读提示:Methods中Ligand and/or TKI treatment小节及Fig. 8图注
溶酶体降解途径验证
chloroquine 100 μM、MG262 10 nM、连续暴露48 h
阅读提示:Methods中Lysosomal inhibitor treatment in cells knocked down for ROR1小节及Fig. 2c图注
小窝结构电镜观察
每样本随机质膜区域数≥18、区域面积17–50 μm²、统计方法Student t检验
阅读提示:Fig. 2e图注及Methods中Electron microscopy小节
ROR1与cavin-1/CAV1结合实验
octylglucoside缓冲液组成、IP抗体、缺失突变体构建
阅读提示:Methods中WB and IP–WB analyses及Constructs小节