هنا ، يتم تقديم بروتوكول يتم فيه الجمع بين أدوات المعلوماتية الحيوية المتعددة لدراسة الوظائف البيولوجية TMEM200A في السرطان. بالإضافة إلى ذلك ، نقوم أيضا بالتحقق تجريبيا من صحة تنبؤات المعلوماتية الحيوية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
هنا ، يتم تقديم بروتوكول يتم فيه الجمع بين أدوات المعلوماتية الحيوية المتعددة لدراسة الوظائف البيولوجية TMEM200A في السرطان. بالإضافة إلى ذلك ، نقوم أيضا بالتحقق تجريبيا من صحة تنبؤات المعلوماتية الحيوية.
TMEM200A ، من المعروف أن البروتين عبر الغشاء مرتبط بالسرطانات البشرية والتسلل المناعي. هنا ، قمنا بتقييم وظيفة TMEM200A في السرطانات الشائعة عن طريق تحليل multiomics واستخدامها في مزارع الخلايا المختبرية لخلايا المعدة للتحقق من النتائج. تم تقييم التعبير عن TMEM200A في العديد من أنواع السرطان البشري باستخدام بيانات RNA-seq من قاعدة بيانات UCSC Xena . كشف تحليل المعلوماتية الحيوية عن دور محتمل ل TMEM200A كعلامة حيوية تشخيصية وتنبؤية.
نمت مزارع خطوط خلايا المعدة والسرطان الطبيعية وتم هدم TMEM200A . تم قياس مستويات التعبير عن TMEM200A باستخدام تفاعل البلمرة المتسلسل الكمي في الوقت الفعلي والنشاف الغربي. ثم تم استخدام دراسات فقدان الوظيفة في المختبر لتحديد أدوار TMEM200A في السلوك الخبيث وتكوين الورم لخلايا سرطان المعدة (GC). تم استخدام البقع الغربية لتقييم تأثير ضربة قاضية على الانتقال الظهاري الوسيطة (EMT) ومسار إشارات PI3K / AKT في GC. أظهر تحليل المعلوماتية الحيوية أنه تم التعبير عن TMEM200A بمستويات عالية في GC.
تم تثبيط تكاثر خلايا GC عن طريق ضربة قاضية TMEM200A ، والتي قللت أيضا من بروتينات vimentin و N-cadherin و Snai ، وتثبط فسفرة AKT. كما يبدو أن مسار إشارات PI3K / AKT يشارك في التنظيم بوساطة TMEM200A لتطوير GC. تشير النتائج المقدمة هنا إلى أن TMEM200A ينظم البيئة المكروية للورم من خلال التأثير على EMT. قد يؤثر TMEM200A أيضا على EMT من خلال إشارات PI3K / AKT ، وبالتالي التأثير على البيئة المكروية للورم. لذلك ، في السرطانات الشاملة ، وخاصة GC ، قد يكون TMEM200A علامة حيوية محتملة وجين ورمي.
برز السرطان كقضية صحية عامة مستمرة تعرض صحة الإنسان للخطر على مستوىالعالم 1بسبب ارتفاع معدلات المراضة والوفيات في جميع أنحاء العالم ، مما يشكل عبئا ماليا وطبيا ثقيلا على المجتمع2. تم تحقيق تقدم كبير في علاج السرطان في السنوات الأخيرة بفضل اكتشاف علامات السرطان3 ، وطور الباحثون طرقا تشخيصية جديدة وعقاقير جديدة لعلاج السرطان. ومع ذلك ، لا يزال بعض مرضى السرطان يعانون من توقعات سيئة بسبب عوامل مثل مقاومة الأدوية والآثار الجانبية للأدوية والحساسية الكيميائية4. لذلك ، هناك حاجة ملحة لتحديد مؤشرات حيوية جديدة لفحص وعلاج السرطانات في المراحل المبكرة5.
البروتينات الغشائية هي بروتينات يمكن أن ترتبط وتندمج في الخلايا وأغشية العضيات6. يمكن تجميعها في ثلاث فئات اعتمادا على قوة الارتباط بالغشاء وموقعها: البروتينات المثبتة على الدهون ، والبروتينات المتكاملة ، وبروتينات الغشاء المحيطي 7,8. البروتين عبر الغشاء (TMEM) هو بروتين غشائي متكامل يتكون من جزء واحد على الأقل عبر الغشاء9 ، والذي يمر إما كليا أو جزئيا عبر الغشاء البيولوجي.
على الرغم من أن آليات عمل البروتينات التي تنتمي إلى عائلة TMEM ليست مفهومة جيدا ، فمن المعروف أن هذه البروتينات تشارك في عدة أنواع من السرطانات10. ترتبط العديد من بروتينات TMEM بالأنماط الظاهرية المهاجرة والتكاثرية والغازية ، وغالبا ما يرتبط تعبيرها بتشخيص المريض11. لذلك ، أصبح أفراد عائلة TMEM هدفا للبحث. كشفت مراجعة شاملة للتقارير الحالية حول TMEM أنها ترتبط في الغالب بالإشارات بين الخلاياوداخلها 12 ، والأمراض المرتبطة بالمناعة ، وتكوين الأورام10. تمتلك العديد من TMEMs أيضا وظائف فسيولوجية مهمة ، على سبيل المثال ، القنوات الأيونية في غشاء البلازما ، وتفعيل مسارات نقل الإشارات ، بالإضافة إلى وساطة الانجذاب الكيميائي للخلايا ، والالتصاق ، وموت الخلايا المبرمج ، والالتهام الذاتي10. لذلك ، افترضنا أن بروتينات TMEM قد تكون علامات تنبؤية مهمة في اكتشاف الأورام وعلاجها.
TMEM200A التعبير مرتفع بشكل ملحوظ في سرطان المعدة (GC). تم ربط التعبير الأعلى عن TMEM200A 13 ، والذي يحتوي على ثمانية إكسونات وطول كامل يبلغ 77.536 كيلو بايت على الكروموسوم 6q23.1 ، بسوء تشخيص البقاء على قيد الحياة بشكل عام (OS) في حالات GC. ومع ذلك ، نادرا ما تم الإبلاغ عن التغييرات في تعبيره في دراسات الأورام. تقارن هذه المقالة وتحلل فائدة TMEM200A كهدف علاجي وعلامة تشخيصية للورم في دراسات السرطان المختلفة باستخدام مجموعات بيانات مختلفة متاحة للجمهور. قمنا بتقييم فعالية TMEM200A كمؤشر حيوي تشخيصي وتنبؤي للسرطان بالإضافة إلى مستويات تعبيره في أنواع مختلفة من السرطان البشري باستخدام بيانات RNA-seq من قواعد بيانات UCSC Xena و TCGA ، وكذلك عن طريق تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي في الوقت الفعلي (qRT-PCR) والنشاف الغربي.
تم التحقيق في تأثير مستويات التعبير TMEM200A على معدلات الطفرات ، والعمليات التنظيمية ، وتشخيص الورم والتشخيص ، وتسلل المناعة ، والعلاج المناعي باستخدام مزيج من الأدوات الحسابية ومواقع مجموعة البيانات. تم استخدام CBioPortal وكتالوج الطفرات الجسدية في الخلايا السرطانية (COSMIC) لفحص الطفرات في TMEM200A. تم استخدام مواقع Sangerbox و TISIDB لفهم كيفية تأثير TMEM200A على تسلل المناعة. تم استخدام أداة مركز الخلية الواحدة المناعية للورم (TISCH) عبر الإنترنت وقاعدة بيانات CancerSEA للتحقيق في وظيفة TMEM200A. أخيرا ، لتقييم تأثير TMEM200A على السلوك الخبيث ووظيفة تطور الورم لخلايا GC ، أجريت تجربة فقدان الوظيفة في فحص في المختبر . بالإضافة إلى ذلك ، تم إجراء النشاف الغربي لتقييم كيفية تأثير ضربة قاضية TMEM200A على مسار إشارات PI3K / AKT والانتقال الظهاري الوسيط-الوسيطة (EMT) في GC.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. قاعدة بيانات أطلس جينوم السرطان (TCGA)
ملاحظة: تحتوي قاعدة بيانات أطلس جينوم السرطان (TCGA) على بيانات تسلسل الجينات في أنسجة الورم المختلفة14. تم استخراج بيانات RNA-seq في TCGA لدراسة TMEM200A نسخة لكل جزء في المليون (TPM) من موقع UCSC Xena 15 (https://xenabrowser. net / datapages /) وتم تحويل log2 لمقارنة التعبيرات بين العينات.
2. قاعدة بيانات TIMER2.0
3. أطلس البروتين البشري (HPA)
4. مجموعة منصة مثيلة الحمض النووي HumanMethylation450 Illumina Infinium DNA
ملاحظة: تم استخدام مصفوفة منصة مثيلة الحمض النووي HumanMethylation450 Illumina Infinium لجمع البيانات حول المثيلة. يمكننا تقييم مستويات مثيلة الحمض النووي TMEM200A باستخدام قاعدة بيانات SMART (http://www.bioinfo-zs.com/smartapp/)18.
5. قاعدة بيانات UALCAN
6. كتالوج الطفرات الجسدية في الخلايا السرطانية (COSMIC) قاعدة بيانات
7. سي بيوبورتال
8. أداة سانجربوكس 3.0
9. قاعدة بيانات TISIDB
10. قاعدة بيانات المد والجزر
11. قاعدة بيانات السرطان SEA
12. أداة شبكة مركز الخلية الواحدة المناعي للورم (TISCH)
13. جين مانيا
14. تحليل الإثراء الوظيفي
15. تحليل الاختلافات في نشاط الجينات
ملاحظة: تم حساب TMEM200A الدرجات في كل عينة سرطان باستخدام ssGSEA (تحليل إثراء مجموعة الجينات لعينة واحدة)27 ، وتم إجراء التحليل التفاضلي لنشاط الجينات TMEM200A في الأنسجة السرطانية والسليمة لمختلف أنواع السرطان.
16. الارتباط السريري المرضي وتحليل تشخيص البقاء على قيد الحياة
17. تحليلات انحدار كوكس أحادية المتغير ومتعددة المتغيرات مع بناء قطعة أرض الغابات
18. نموذج النذير لسرطان المعدة على أساس التعبير TMEM200A والسمات السريرية
19. زراعة الخلايا ونقل siRNA من TMEM200A
ملاحظة: تم الحصول على خلايا STAD HGC-27 البشرية وخلايا SGC-7901 وخلايا GES-1 الظهارية المخاطية البشرية في المعدة تجاريا (انظر جدول المواد) ، وتم إحياؤها وتلقيحها في معهد روزويل بارك التذكاري (RPMI) 1640 وسط كامل (يحتوي على 10٪ مصل بقري جنيني حديث الولادة و 1٪ خليط بنسلين) ، وزرعت عند 37 درجة مئوية في 5٪ CO2 حاضنة زراعة الخلايا. تم تغيير وسط الثقافة كل 2-3 أيام. تم تلقيح الخلايا في حالة نمو جيدة في ألواح سداسية الآبار وفقا ل (2-3) × 105 خلايا لكل بئر.
20. تفاعل البلمرة الكمي المتسلسل في الوقت الحقيقي
21. الكشف عن اللطخة الغربية لتعبير البروتين ذي الصلة
22. فحص CCK-8
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
التعبير عن TMEM200A في أنواع مختلفة من السرطان
كما هو موضح في الشكل 1 ، قمنا أولا بتحليل مستويات التعبير التفاضلي ل TMEM200A في أنواع مختلفة من السرطان من خلال قواعد بيانات مختلفة. كان التعبير TMEM200A مرتفعا في سرطان القنوات الصفراوية (CHOL) ، وسرطان الخلايا الحرشفية في الرأس والرقبة (HNSC) ، وسرطان الخلايا الكلوية الصافية (KIRC) ، وسرطان الخلايا الحليمية الكلوية (KIRP) ، وسرطان الخلايا الكبدية (LIHC) ، و STAD ، وسرطان الغدة ال...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ينتمي TMEM200A إلى عائلة من TMEMs الضرورية لتكاثر الخلايا السرطانية38. حظي التعبير المتغير عن TMEM200A في الأورام الخبيثة المختلفة باهتمام أقل ، ولا يوجد تحقيق شامل في جميع أنحاء السرطان. ومع ذلك ، تستمر الأدلة في التراكم ، مما يدل على أن عائلة بروتين TMEM عبر الغشاء قد تكون مهمة في الحفاظ على الخلايا السرطانية خبيثة من خلال التفاعلات مع العديد من البروتينات ، على سبيل المثال ، تنشيط قنوات Cl- المنشطة TMEM16A Ca2+ بواسطة ROCK1 / moesin يعزز ورم خبيث BRCA
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعلن المؤلفون أنه لا يوجد تضارب في المصالح.
تم دعم هذا العمل من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (82160550).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| الأجسام المضادة المضادة | ل AKT Proteintech Group، Inc | 60203-2-Ig | |
| الأجسام المضادة للأجسام المضادة للإي إي كاديرين | Proteintech Group، Inc | 20874-1-AP | |
| الأجسام المضادة لنازعة هيدروجين الفوسفات 3-الفوسفات (GAPDH) | Proteintech Group، Inc | 10494-1-AP | |
| الأجسام المضادة ل N-cadherin | Proteintech Group، Inc | 22018-1-AP | |
| الأجسام المضادة المضادة P-AKT | Proteintech Group، Inc | 66444-1-Ig | |
| الأجسام المضادة للحلزون | Proteintech Group، Inc | 13099-1-AP | |
| الأجسام المضادة للفيمنتين | Proteintech Group، Inc | 10366-1-AP | |
| AxyPrepMultisourceTotalRNAMini- مجموعة الإعدادية | Suzhou Youyi Landi Biotechnology Co.، Ltd | UEL-UE-MN-MS-RNA-50G | |
| BCA مجموعة فحص البروتين | كاشف Epizyme Biotech | ZJ101L | |
| CCK-8 | MedChemExpress | HY-K0301-500T | |
| مصل الأبقار الجنيني (FBS) | CYAGEN BIOSCIENCES (GUANGZHOU) INC | FBSSR-01021 | |
| GAPDH < / em> التمهيدي | Sangon Biotech (شنغهاي) المحدودة. | التمهيدي الأمامي (5'-3'): TGACATCAAGAAGGTG GTGAAGCAG ؛ التمهيدي العكسي (5'-3'): GTGTCGCTGTTGAAG TCAGAGGAG | |
| HighGene plus كاشف النفقة | ABclonal | RM09014P | |
| HRP مترافق Affinipure Goat Anti-Mouse lgG (H + L) | Proteintech Group، Inc | SA00001-1 | |
| مترافق Affinipure Goat Anti-Rabbit lgG (H + L) | Proteintech Group، Inc | SA00001-2 | |
| الغشاء المخاطي للمعدة البشري الظهارية <قوية>GES-1 الخلايا< / قوي> | قوانغتشو Cellcook التكنولوجيا الحيوية المحدودة | ||
| خلايا STAD HGC-27 البشرية | Procell Life Science & التكنولوجيا المحدودة | ||
| الإنسان STAD SGC-7901 خلايا | Procell Life Science & التكنولوجيا المحدودة | ||
| MonAmp SYBR الأخضر qPCR مزيج (لا شيء ROX) | Mona (سوتشو) التكنولوجيا الحيوية المحدودة | MQ10101S | |
| MonScript RTIII الكل في واحد مزيج مع dsDNase | Mona (Suzhou) Biotechnology Co., Ltd | MR05101M | |
| Omni-ECL Femto Light Chemiluminescence Kit | Epizyme Biotech | SQ201 | |
| PAGE Gel Fast Preparation Kit | Epizyme Biotech | PG111 | |
| البنسلين الستربتومايسين (Pen-Strep) | بكين سولاربيو للعلوم & التكنولوجيا المحدودة | P1400-100 | |
| البولي فينيلدين ثنائي فلوريد (PVDF) غشاء | ميرك KGaA | IPVH00010-1 | |
| بروتين خالية من البروتين سريع الحجب العازلة | Epizyme Biotech | PS108P | |
| RIPA حل التحلل | بكين Solarbio العلوم & شركة التكنولوجيا المحدودة | R0010 | |
| RPMI 1640 كامل متوسط | الحرارة فيشر C11875500BT | ||
| الحليب منزوع الدسم | كامبينا: | ||
| حل عازلة TBST | بكين Solarbio Science & شركة التكنولوجيا المحدودة | T1082 | |
| المخزن المؤقت لتحميل البروتين | Epizyme Biotech | LT101S | |
| TMEM200A بلازميد ضربة قاضية | MiaoLing Plasmid | ||
| TMEM200A < / em> التمهيدي | Sangon Biotech (Shanghai) Co.، Ltd. | التمهيدي الأمامي (5'-3'): AAGGCGGTGTGGTGGTTCG ؛ التمهيدي العكسي (5'-3'): GATTTTGGTCTCTTTGTCGGTT | |
| em>TMEM200A < em>SiRNA1 | MiaoLing Plasmid | Forward التمهيدي (5'-3'): ACAACTGATGATAAGACCAG; التمهيدي العكسي (5'-3'): TGTTGACTACTATTCTGGTC | |
| TMEM200A < / em>SiRNA2 | MiaoLing Plasmid | Forward التمهيدي (5'-3'): CGTGTGAATGTCAATGACTG; التمهيدي العكسي (5'-3'): GCACACTTACAGTTACTGAC | |
| TMEM200A < / em>SiRNA3 | MiaoLing Plasmid | Forward التمهيدي (5'-3'): ACAACCACAACATCTGCCCG; التمهيدي العكسي (5'-3'): TGTTGGTGTTTAGACGGGGC | |
| بروتين الغشاء 200A Antibody | Proteintech Group، Inc | 48081-1 | |
| Equipment< / strong> | |||
| CO2< / sub> حاضنة زراعة الخلايا | Haier Group | PYXE-80IR | |
| الرحلان الكهربائي | Bio-RAD | ||
| أداة PCR الكمية | الفلورية Bio-RAD | ||
| متعددة الوظائف إنزيم الملصقات | Berthold |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.