本文介绍一种基于过表达miR-200家族成员与grainyhead样2(GRHL2)来诱导肉瘤细胞发生间充质-上皮转化(MET)的细胞培养方法。该方法适用于深入理解表型可塑性对癌症侵袭性及治疗反应的生物学影响。
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本文介绍一种基于过表达miR-200家族成员与grainyhead样2(GRHL2)来诱导肉瘤细胞发生间充质-上皮转化(MET)的细胞培养方法。该方法适用于深入理解表型可塑性对癌症侵袭性及治疗反应的生物学影响。
表型可塑性是指细胞短暂获得其他谱系特征的一种现象。在癌进展过程中,表型可塑性驱动了肿瘤的侵袭、播散和转移。事实上,尽管大多数关于表型可塑性的研究集中在上皮来源的癌,但研究发现起源于间充质组织的肉瘤也表现出表型可塑性,其中一部分肉瘤会发生类似于间充质-上皮转化(MET)的现象。在此,我们建立了一种利用miR-200家族和grainyhead样2(GRHL2)的方法,以模拟在肉瘤患者样本中观察到的这种类似MET的现象。我们分别通过细胞转导和转染依次表达GRHL2和miR-200家族,以更深入地理解肉瘤细胞中这些表型转变的分子基础。表达miR-200和GRHL2的肉瘤细胞在细胞形态上表现出增强的上皮特征,并伴有上皮和间充质生物标志物的改变。未来利用该方法的研究可进一步阐明类似MET过程对肉瘤细胞表型的影响,例如迁移、侵袭、转移倾向以及治疗耐药性。
表型可塑性是指细胞表型之间可逆的转变,通常分为两种类型:上皮-间质转化(EMT)和间质-上皮转化(MET)。这种表型可塑性在多细胞生物的正常生理过程中发挥重要作用,例如发育和伤口愈合1;然而,相同的通路和基因表达程序也可能导致疾病,如纤维化(综述见2,3,4)和癌转移(综述见参考文献5,6,7,8)。例如,在转移过程中,EMT会破坏细胞极性和细胞间相互作用,并促进侵袭9,10。总体而言,EMT有助于形成一种促进癌细胞播散的表型状态。此外,EMT还会引发一系列其他表型改变,从而驱动更具侵袭性的表型,包括癌细胞代谢失调6、耐药性形成11,12、肿瘤起始能力增强13,14以及逃避免疫系统监视15。
表型可塑性在癌进展中已被广泛研究;然而,肉瘤也表现出表型可塑性。有趣的是,似乎某些驱动癌表型可塑性的相同因素也参与了肉瘤的可塑性与侵袭性。例如,已发现来自肉瘤患者的循环肿瘤细胞(CTCs)表达EpCAM,这是一种通常存在于上皮细胞表面的蛋白质16。此外,250例软组织肉瘤样本根据基因表达被分类为上皮样或间质样。具有上皮样生物标志物特征的患者预后优于具有间质样生物标志物特征的患者17。这与多种癌一致:相较于具有更强间质样特征的肿瘤患者,具有更强上皮样特征的癌患者预后更好18。
尽管某些肉瘤表现出与间质-上皮转化(MET)一致的生物标志物和基因表达通路,但这种表型可塑性的分子基础仍不清楚。为了研究肉瘤中MET的机制和驱动因素,我们建立了一个MET诱导模型,使用了两个上皮特异性因子:microRNA(miR)-200家族和grainyhead样2(GRHL2)。miR-200是一类小分子非编码RNA,通过与信使RNA的3'非翻译区(3' UTR)结合,阻止其翻译成蛋白质,从而调控基因表达。miR-200家族包含两个亚组:一个包含miR-141和miR-200a,另一个包含miR-200b、miR-200c和miR-429。 miR-200b、miR-200c 和 miR-429。miR-200 家族成员在上皮组织中富集,miR-200 的缺失与癌瘤的转移相关19miR-200 家族在软组织肉瘤中相较于正常组织也呈下调状态20与miR-200家族类似,GRHL2是上皮发育过程中的一个关键调控因子21GRHL2 转录因子通过两种方式上调上皮基因(如 E-cadherin):1)在上皮细胞中,GRHL2 直接抑制 EMT 主要调控因子 ZEB122;以及 2) GRHL2 直接激活上皮基因的转录23我们之前的研究表明,在肉瘤细胞中共同表达miR-200s和GRHL2可诱导类似MET的表型24在此,我们提供了一种详细的方案,用于构建一个 体外 使用miR-200s和GRHL2异位表达构建肉瘤细胞中MET诱导的模型
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1. 试剂的准备
2. GRHL2 的慢病毒转导
第1天
第2天
第3天
第4天
第5天
第7天
3. miR-200s 的逆转录转染
4. RNA 提取、逆转录和 qPCR
5. 免疫荧光染色
6. 蛋白质印迹法
7. 非贴壁依赖性生长实验
注意:有关软琼脂实验方案的详细信息,请参见28。
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肉瘤细胞中MET诱导的示意图
肉瘤细胞中诱导发生类似MET变化的一般时间线如图1所示。该实验方案首先转导GRHL2(图1A),随后转染miR-200家族成员(图1B)。单独表达GRHL2或miR-200家族成员均无法影响RD细胞的形态,但同时异位表达GRHL2和miR-200家族则可导致RD细胞出现类似上皮样的形态学改变。细胞从梭形转变为更圆润的形态,并表现出增强的细胞间接触(图1C)。
诱导肉瘤细胞发生类似MET的改变
在RD细胞中,GRHL2和miR-200过表达引起的形态学改变伴随着上...
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肉瘤是一种罕见但具有高度侵袭性的间充质来源肿瘤。尽管起源于间充质谱系,部分肉瘤似乎会发生表型转变,进入更接近上皮样的状态。这种类似MET(间充质-上皮转化)的转换具有预后意义,表现为上皮样特征更强的肿瘤患者其疾病侵袭性较低24。尽管这一现象具有临床相关性,目前仍鲜有研究探讨驱动肉瘤中这些表型转变的分子机制。
为了研究肉瘤细胞中的类似上皮转化(MET)过程,我们通过联合表达上皮因子GRHL2和miR-200家族,建立了一种MET诱导模型。该方法可快速诱导肉瘤细胞向更接近上皮样状态转变,这一转变可通过细胞形态和基因表达的变化加以测定。利用本方案在肉瘤细胞中诱导MET,有助于研究这些转化对驱动肉瘤侵袭性表型(如迁移、侵袭、增殖和抗凋亡)的影响,以及这些生物学变化如何影响药物耐药性。
在上皮来源的癌中,表达一种间充质因子通常就足以诱导EMT14。然而,在这种肉瘤来源的MET模型中,需要同时表达两种上皮因子GRHL2和miR-200s。有趣的...
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作者无任何利益冲突需要披露。
JAS 感谢杜克癌症研究所、杜克大学泌尿生殖系统肿瘤实验室以及杜克大学骨科系的支持。HL 获得美国国家科学基金会(NSF)理论生物物理学中心(NSF PHY-1427654)和 NSF DMS-1361411 的资助,并获莱斯大学德克萨斯州癌症预防与研究所(CPRIT)癌症研究学者项目支持。KEW 获美国国立卫生研究院(NIH)F32 CA192630 奖项资助。MKJ 和 HL 从与 Mary C. Farach-Carson、J. N. Onuchic、Samir M. Hanash、Kenneth J. Pienta 以及 Donald S. Coffey 的有益讨论中获益。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| Countess 自动细胞计数仪 | 生命技术 | AMQAX1000 | |
| Countess 细胞计数板载玻片 | Invitrogen | C10283 | |
| SimpliAmp 梯度PCR仪 | 赛默飞世尔科技 | A24811 | |
| Odyssey Fc | LI-COR 公司 | ||
| ViiA7 实时荧光定量 PCR 系统 | 赛默飞世尔科技 | 4453536 | |
| PCR 微孔板 | 康宁 | 321-29-051 | |
| KAPA SYBR Fast Universal qPCR 试剂盒 | KAPA Biosystems | KK4602 | |
| 起始阻断缓冲液(PBS)阻断缓冲液 | Thermo Fisher | 37538 | 基于BSA的封闭缓冲液 |
| 低电渗琼脂糖 | Genesee Scientific | 20-102 | |
| 10x Tris/甘氨酸/SDS缓冲液 | 伯乐生命科学公司 | 161-0732 | 运行缓冲液 |
| 10x Tris/甘氨酸缓冲液 | 伯乐生命科学公司 | 161-0734 | 转移缓冲液 |
| RIPA缓冲液 | Sigma生命科学 | SLBG8489 | |
| Amersham Protran 0.45 μm 硝酸纤维素 | GE Healthcare Lifesciences | 10600012 | |
| Quick-RNA MiniPrep 试剂盒 | Genesee Scientific | 11-358 | |
| Laemmli 样品缓冲液 (4X) | 伯乐生命医学产品(上海)有限公司 | 1610747 | |
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| 抗E-cadherin抗体 | BD生物科学 | 610182 | |
| 抗β-肌动蛋白 | Santa Cruz Biotechnology | sc-69879 | |
| 抗EpCam | Ab Serotec | MCA18706 | |
| 抗ZO1 | Invitrogen | 402200 | |
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| IRDye 680 | LI-COR 公司 | 926-32223 | |
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An erratum was issued for: Induction of Mesenchymal-Epithelial Transitions in Sarcoma Cells. An author name was updated.
One of the authors' names was corrected from:
Shenghan Xu
to:
Shengnan Xu