연구 논문

CUB 도메인 포함 단백질 1이 비인두암 세포에서 증식 및 상피-간엽 전이에 미치는 영향

DOI:

10.3791/70232

2026년 6월 5일

이 논문에서

요약

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이 프로토콜은 임상 조직 분석과 시험관 내 분석을 통해 비인두암에서 CUB 도메인 포함 단백질 1의 발현과 기능을 조사하는 것을 목표로 합니다.ERK1/2 신호 전달 경로를 통한 상피-중간엽 전이 조절에 대한 역할을 평가하기 위한 분석법입니다.

초록

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이 프로토콜은 비인두암에서 CUB 도메인 포함 단백질 1의 발현 및 기능 역할, 그리고 상피-간엽 전이에서의 잠재적 관여를 조사하는 방법론적 접근법을 설명합니다. 비인두암 및 비염 환자들의 임상 조직 샘플을 채취하여 실시간 정량 PCR 및 면역조직화학을 이용해 CDCP1 발현을 분석하였습니다. 시험 관 내 실험은 CNE2 및 HK1 비인두암 세포주를 사용하여 수행되었습니다. CDCP1 과발현 및 녹다운은 CDCP1 플라스미드 또는 특정 siRNA를 이용한 형질전환을 통해 달성되었습니다. 세포 증식은 MTT 분석법으로, 세포자멸사는 카스파제-3 활성 측정으로 평가되었으며, EMT 관련 표지자의 발현과 ERK1/2의 인산화 수준은 웨스턴 블롯 및 정량 PCR로 검출되었습니다. 경로 관여 여부를 검증하기 위해 ERK1/2 특이적 억제제 U0126을 사용한 구조 실험이 수행되었습니다. 이 프로토콜은 CDCP1이 비인두암에서 종양 진행을 조절할 수 있는 분자 기전을 규명하기 위한 체계적인 시험 관 및 체외 내 체계적 틀을 제공합니다.

서론

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비인두암은 비인두에서 가장 흔한 원발성 악성 종양으로, 비인두 상피에서 기원하며, 독특한 지리적 분포 특성을 가진 두경부 악성 종양입니다 1,2. 비인두암 사례의 약 98%는 잠복된 EBV 감염과 관련이 있습니다. 이 질병은 아시아에서 발생률이 높지만 유럽에서는 드물며, 발생 여부는 식습관 및 기타 요인과 관련이 있을 수 있습니다 3,4,5. 조직학적 분류에 따르면, 비인두암은 WHO 유형 I, II, III 6,7,8로 분류할 수 있습니다. 제1형과 비교할 때, 제2형과 제3형 비인두암은 이온화 방사선에 더 민감합니다.9; 따라서 방사선 치료는 치료에 널리 사용되고 있습니다10,11. 그러나 비인두암 환자들은 여전히 사망 원인 중 하나인 종양 세포 전이 위험에 직면해 있습니다12,13. 높은 재발률은 비인두암 전이에 영향을 미치는 주요 분자 기전을 명확히 하고, 전이 위험을 예측할 수 있는 새로운 생물학적 지표를 탐구할 시급한 필요성을 강조합니다.

CUB 도메인 포함 단백질 1(CDCP1)은 다양한 암세포에서 주도적인 역할을 하는 막 단백질입니다 14,15,16. 연구에 따르면 CDCP1이 다발성 종양의 전이 조절에 관여한다는 것이 확인되었습니다17,18. 폐암에서 CDCP1 발현은 상향 조절되며, 과도한 종양 세포 증식, 병리형, TNM 병기, 림프절 전이와 밀접하게 연관되어 있습니다19,20. 그러나 비인두암에서 CDCP1의 발현 특성과 기능은 아직 보고되지 않았습니다. 따라서 비인두암에서 CDCP1의 기전을 밝히는 것은 전이 기전을 밝히고 새로운 중재 표적 개발에 있어 임상적으로 중요한 의미가 있습니다.

비인두암에서의 CDCP1 발현과 종양 세포 생물학적 행동에 미치는 영향을 조사하기 위해, 본 연구는 임상 조직 샘플과 시험관 내 세포 실험을 결합한 전략을 사용하였습니다. 비인두암 조직에서 CDCP1의 발현 수준을 검출하고 CDCP1 을 확립함으로써, 비인두암 세포주 CNE2에서 과발현 및 침묵 모델을 수행하고, MTT 분석법을 이용한 세포 증식을 평가했으며, 카스파제-3 활성을 검출하여 세포자사멸사를 평가했으며, 상피-간엽 전이(EMT) 관련 표지자의 발현과 ERK1/2 신호전달 경로의 활성화 상태를 실시간 정량 PCR을 사용해 조사했습니다. 웨스턴 블롯. 이 방법들은 종양 연구에 널리 사용되어 재현성이 우수하고 수술이 용이합니다.

단일 검출 방법에 의존하는 접근법과 비교할 때, 본 연구는 다차원 기능 검사와 신호전달 경로 분석을 결합하여 비인두암에서 CDCP1의 기전을 보다 체계적으로 평가하였습니다. MTT 분석법은 고처리량 세포 증식 검출에 적합하며, 간단한 조작과 저비용으로 이루어집니다; 카스파제-3 활성 검출은 세포자사멸사 수준을 정량적으로 반영합니다; 웨스턴 블롯과 qRT-PCR은 각각 단백질 및 mRNA 수준에서 EMT 관련 인자의 발현 변화를 검증할 수 있습니다. 이러한 방법들은 신호 경로의 동적 변화를 실시간으로 모니터링할 수 없는 등 기전적 깊이에 한계가 있지만, CDCP1 기능의 예비 탐구에 신뢰할 수 있는 기술적 지원을 제공합니다.

본 연구는 비인두암에서 CDCP1의 발현 패턴을 명확히 하고, EMT, 종양 세포 증식, ERK1/2 신호 경로를 통한 세포자사멸사 조절 기전을 조사하며, 이를 통해 비인두암 전이의 기전을 밝히고 잠재적 개입 표적을 규명하는 실험적 증거를 제공하는 것을 목표로 합니다.

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프로토콜

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이 연구는 화중과학기술대학교 동지 의과대학 리위안 병원 윤리위원회의 승인을 받았습니다 [승인 번호: 2026IEC(RYJ016)]. 모든 환자는 사전 동의를 제공했으며, 임상 샘플의 수집 및 사용은 헬싱키 선언의 관련 윤리 지침을 준수하였습니다. 이 연구에 사용된 주요 실험 재료와 기기는 재료표에 나열되어 있습니다.

임상 조직 샘플 채취 및 CDCP1 발현 검출

2019년 1월부터 2019년 12월까지 우리 병원에서 비인두암 진단을 받은 7명의 환자로부터 수술 조직 샘플을 수집하였습니다. 동시에 비염 환자 6명의 비강 조직 샘플을 대조군으로 채취하였다. 모든 조직 샘플은 수집 후 즉시 액체 질소에 냉동되어 이후 RNA 추출을 진행했습니다.

RNA 추출 및 실시간 정량적 PCR 검출

총 RNA는 제조사의 지침에 따라 조직 샘플에서 추출되었습니다. 각 샘플마다 50–100 mg의 조직을 조직 균질제를 사용해 1mL 추출 시약에 얼음 위에서 처리했습니다. 균질화는 30초간 수행되었고, 조직이 완전히 파괴되도록 3회 반복되었다. 조직 파열 후 각 용해액에는 200 μL의 클로로포름이 투여되었습니다. 관들은 15초간 소용돌이로 격렬하게 흔들렸고, 3분간 실온에 보관된 후 4°C에서 12,000 × g 에서 15분간 회전시켜 상을 분리했다. 투명한 수층은 간기를 방해하지 않고 제거하여 새로운 튜브로 옮겼습니다.

이 수용 분획에서 1:1 부피 비율로 이소프로판올을 첨가하여 RNA를 회수했습니다. 상온에서 10분간 배양한 후, 샘플은 12,000 × g 에서 4 °C에서 10분간 원심분리하여 RNA를 펠릿으로 만들었습니다. 상원액은 버려졌고, 펠릿은 75% 에탄올 1mL로 한 번 헹구었습니다. 7,500 × g에서 4 °C에서 5분간 두 번째 원심분리 과정을 거친 후, 에탄올 세척액이 제거되었습니다. RNA 펠릿은 실온에서 5–10분간 자연 건조한 후 RNase 무첨가 물 20 μL에 재현탁했습니다. RNA 양과 순도는 분광광도측정법으로 결정되었습니다.

cDNA 제조를 위해 역전사를 위해 총 RNA 1 μg가 사용되었습니다. 반응은 37°C에서 15분간 수행된 후 85°C에서 5초간 가열되었다. 이후 TB Green Premix Ex Taq II를 이용한 실시간 PCR 시스템에서 정량적 실시간 PCR(qPCR)이 수행되었습니다. 각 20 μL 반응에는 2 μL cDNA 주형, 0.4 μmol/L 양방향 및 역방향 프라이머, 10 μL SYBR 그린 프리믹스, 그리고 뉴클레아제 무첨가 물이 포함되어 있었습니다. 증폭 프로토콜은 95°C에서 30초간 변성으로 시작되었습니다. 이후 40회 사이클이 이어졌으며, 각 사이클은 5초당 95°C, 어닐링/연장 시 30초 동안 60°C로 구성되었습니다. 프라이머 서열은 표 1에 나열되어 있습니다.

CDCP1 단백질 발현의 면역조직화학적 검출

조직 표본은 먼저 4% 파라포름알데히드에 24시간 고정되었고, 이후 표준 탈수, 파라핀 박출, 4 μm 두께의 절편 준비가 진행되었습니다. 파라핀 절편은 자일렌으로 처리되어 파라핀을 제거하고, 등급 에탄올 용액으로 순차적으로 재수화했습니다. 항원 차단을 위해 슬라이드는 시트레이트 버퍼(pH 6.0)에 넣고 용액이 끓은 후 압력솥에서 3분간 가열했습니다. 내인성 과산화효소 활성은 절편을 3% 과산화수소에 10분간 노출시켜 억제하였다.

내인성 효소 활성을 차단한 후, 절편들은 4°C에서 하룻밤 동안 배양했으며, 항CDCP1 1차 항체는 1:200 비율로 희석되었습니다. 다음 날, 슬라이드를 상온에서 30분간 고추냉이 결합 2차 항체로 처리하였다. 신호 시각화는 DAB 기판 키트를 사용하여 수행되었고, 이후 절단 부위를 헤마톡실린으로 염색하였습니다. 마지막으로 슬라이드를 탈수하고 장착한 후 광학 현미경으로 검사했습니다.

세포 배양 및 그룹화

CNE2 및 HK1 인간 비인두암 세포는 고포도당 DMEM에 10% 태아 소 혈청과 1% 페니실린-스트렙토마이신을 보충하여 유지하였다. 세포는 5% CO₂가 포함된 인큐베이터에서 37°C에서 배양되었습니다. 세포가 70%–80% 합류에 도달하면 다음 그룹에 따라 형질전환이 이루어졌습니다: 대조군(Control): 빈 벡터 또는 음성 대조군 siRNA로 형질전환; CDCP1 과발현군(CDCP1-OE): CDCP1 과발현 플라스미드로 형질전환; CDCP1 침묵 그룹(si-CDCP1): CDCP1 siRNA로 형질전환; 구조 실험군(CDCP1-OE + U0126): CDCP1 과발현을 근거로 ERK1/2 특이적 억제제 U0126(10 μmol/L)으로 48시간 동안 처리됨. 과발현.

형질전환은 제조사의 지침에 따라 진행되었습니다. 세포는 형질전환 24시간 전에 6웰 플레이트에 2×10개의 5 세포/웰에 플레이트링되었으며, 각 웰에는 2mL의 항생제 무첨가 배지를 포함하였습니다. 배양 양이 약 70% 합류에 도달했을 때 형질전환이 시작되었습니다. 배양 배지를 제거하고 신선한 혈청 무첨가 배지로 교체했습니다. 각 웰마다 5 μL 형질전환 시약과 별도로 2 μg 플라스미드 DNA 또는 100 pmol의 siRNA를 준비했으며, 각 구성 요소는 환원 혈청 함유 배지 250 μL에 희석되었습니다. 두 혼합물 모두 실온에서 5분간 보관했습니다. 희석된 핵산과 형질전환 시약을 결합하여 상온에서 20분간 방치하여 형질전환 복합체를 생성했습니다. 이 복합체들은 세포에 점적 단위로 첨가되어 웰 전체에 부드럽게 분포한 후 세포와 함께 6시간 배양했습니다. 배양 기간이 끝나면 형질전환 혼합물을 제거하고, 세포에 10% FBS가 포함된 완전한 배지를 공급했습니다.

세포 증식 분석

형질전환 후 48시간, 각 그룹에서 CNE2와 HK1 세포를 96웰 플레이트에 3× 103 셀/ 웰 밀도로 시딩하고, 웰당 100 μL의 배지와 5개의 복제 웰을 사용했습니다. 세포를 24시간, 48시간 또는 72시간 배양한 후, 각 웰에 5 mg/mL의 MTT 용액 10 μL을 첨가했습니다. 판은 다시 37°C에서 5% CO₂와 함께 4시간 더 배양했습니다. 이 배양 후 배양 상청액은 조심스럽게 버려졌고, 각 웰에 100 μL의 디메틸 설폭산(DMSO)을 첨가하여 포름잔 결정체를 용해했다. 판은 완전히 용해되도록 10분간 교반되었다. 이후 마이크로플레이트 리더기로 570nm 파장에서 630nm를 기준 파장으로 사용하여 흡광도를 기록했습니다.

아폽토시스 활성 분석

형질전환 후 48시간 후, 각 그룹에서 CNE2 세포를 수집하였고, 제조사 지침에 따라 카스파제-3 활성 분석 키트를 사용해 카스파제-3 활성을 검출하였습니다. 총 100 μL의 용해 버퍼를 10×6 개 세포에 첨가하고, 얼음 위에 15분간 용해한 후 12,000 × g에서 4 °C에서 10 분간 원 심분리했습니다. 생성된 상정액은 후속 분석을 위해 옮겨졌습니다. 카스파제-3 분석의 경우, 각 웰은 50 μL 반응 버퍼와 5 μL 카스파제-3 기판(DEVD-pNA)을 투여했습니다. 이후 플레이트는 37°C에서 2시간 동안 유지되었고, 마이크로플레이트 리더기로 405nm 거리에서 흡광도를 측정했습니다.

서부 블롯 분석

형질전환 후 48시간경에 각 실험군에서 CNE2와 HK1 세포를 채취하여 단백질 추출을 진행했습니다. 세포는 프로테아제 억제제가 포함된 RIPA 버퍼에서 파손하고 30분간 얼음 위에 보관했습니다. 생성된 용해액은 12,000 × g에서 4°C에서 15분간 원심분리한 후 상청액 분획을 수집했습니다. 단백질 농도는 BCA 단백질 분석 키트로 측정하였습니다.

웨스턴 블롯 분석을 위해 각 샘플에서 총 단백질 30 μg를 5배 로딩 버퍼와 혼합하여 100 °C에서 10분간 가열하여 단백질을 변성시켰습니다. 샘플은 120V 10% SDS-PAGE 겔에 90분간 분리된 후, 300 mA 일정 전류의 PVDF 막에 90분간 옮겨졌습니다. 이식 후에는 5% 무지방 우유로 실온에서 1시간 동안 막을 막았습니다.

막들은 CDCP1(1:1,000), E-카데린(1:1,000), 비멘틴(1:1,000), p-ERK1/2(1:2,000), ERK1/2(1:1,000), GAPDH(1:5,000)에 대한 1차 항체와 함께 4°C에서 하룻밤 배양하였습니다.

다음 날에는 막을 TBST에서 3번 헹구었으며, 각 세척은 10분간 지속되었습니다. 그 후 고추냉이 과산화효소 결합된 2차 항체에 실온에서 1시간 노출되었습니다. 추가로 세 번의 TBST 세척 후, 단백질 신호는 ECL 화학발광 기질을 사용해 시각화되었습니다. 밴드 강도는 ImageJ 소프트웨어로 측정되었고, GAPDH가 정규화 제어로 사용되었습니다.

통계 분석
모든 실험은 독립적으로 3회 수행되었습니다. 결과는 표준편차(SD)± 평균으로 제시됩니다. 여러 그룹 간 차이는 일방향 분산 분석(ANOVA)으로 평가되었으며, 투키의 방법은 쌍별 사후 비교에 사용되었습니다. P-값 < 0.05는 통계적으로 유의한 것으로 간주되었습니다.

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결과

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CDCP1. 비인두암 조직에서의 상향 조절

7개의 비인두암 조직과 6개의 비염 조직에서 CDCP1 mRNA의 발현 수준이 실시간 정량 PCR로 검출되었습니다. 결과는 비인두암 조직에서 CDCP1 mRNA 발현이 비염 조직보다 유의하게 높았음을 보여주었습니다(P < 0.05, 그림 1A). 또한 면역조직화학적 염색을 통해 조직 내 CDCP1 단백질의 위치 및 발현 수준을 검출하였습니다. 결과는 CDCP1 단백질이 비인두암 조직에서 발현되며, 주로 세포막과 세포질에 국한된 반면, 비염 조직에서는 발현이 낮거나 없음을 보여주었습니다(그림 1B). 이 결과는 CDCP1. 발현이 비인두암 조직에서 상향 조절됨을 나타냅니다.

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토론

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본 연구는 처음으로 비인두암 조직에서 CDCP1의 발현 특성과 종양 세포 생물학적 행동에 미치는 영향을 체계적으로 조사하고, CDCP1이 ERK1/2 신호 전달 경로를 활성화하여 상피-간엽 전이를 촉진하는 분자 기전을 예비적으로 밝혔습니다. 이 연구 결과는 CDCP1이 비인두암에서 원종양 유발 역할을 하며, 이 질환에서 전이 기전을 이해하는 데 새로운 실험적 증거를 제공함을 시사합니다.

이 연구는 CDCP1. 발현이 비인두암 조직에서 유의하게 상향 조절된 것으로 나타났으며, 이는 폐암 및 삼중음성 유방암과 같은 종양에서의 이전 보고와 일치한다21,22. 면역조직화학적 염색 결과, CDCP1 단백질이 주로 비인두암 세포의 세포막과 세포질에 국한되어 있음을 확인했으며, 이는 신호 전달에 관여하는 막 수용...

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공개 사항

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저자들은 이 논문의 출판과 관련하여 이해 상충이 없음을 선언합니다. 재정적 또는 개인적 관계는 본 연구에서 보고된 연구에 영향을 미치지 않았습니다.

감사의 글

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이 연구는 푸젠 자연과학기금 프로젝트(No.2017J01271)의 지원을 받았습니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
BCA 단백질 분석 키트미국 서모 피셔23225단백질 농도 측정을 위해
Caspase-3 활성 분석 키트비오타임, 중국약 1403년카스파제-3 활성에 대한 색도 분석
CDCP1 과발현 플라스미드명시되지 않음명시되지 않음CDCP1 과발현 형질전환에 대해
CDCP1 1차 항체애브캠, 미국AB137706IHC와 웨스턴 블롯에 대해서는; 희석 1:200 (IHC) 또는 1:1000 (WB)
CDCP1 siRNA명시되지 않음명시되지 않음CDCP1 유전자 침묵을 위해
CNE2 세포주중국 유형 문화 수집 센터(CCTCC), 중국명시되지 않음인간 비인두암 세포주
DMEM 고혈당 중량하이클론, 미국SH30243.01세포 배양
DMSO시그마, 미국D2650MTT 분석에서 결정 용해를 위해
e-카데린 1차 항체세포 신호 기술, 미국3195S웨스턴 블롯; 희석 1:1000
ERK1/2 1차 항체세포 신호 기술, 미국4695S웨스턴 블롯; 희석 1:1000
GAPDH 1차 항체애브캠, 미국AB8245서부 블롯 적재 제어; 희석 1:5000
HK1 세포주중국 유형 문화 수집 센터(CCTCC), 중국명시되지 않음인간 비인두암 세포주
리포펙타민 2000인비트로젠, 미국11668019트랜스펙션 시약
마이크로플레이트 리더바이오텍, 미국명시되지 않음흡광도 검출 (MTT, 카스파제-3)
MTT시그마, 미국M2128세포 증식 분석; PBS 5 mg/mL로 조제
옵티-MEM깁코, 미국31985070환원 혈청 배지 전환을 위한
p-ERK1/2 1차 항체세포 신호 기술, 미국4370S웨스턴 블롯; 희석 1:2000
프라임스크립트 RT 마스터 믹스타카라, 일본RR036B실시간 PCR을 위한 역전사 시약
PVDF 멤브레인밀리포어, 미국IPVH00010단백질 전달; 0.45 & μ; m 공극 크기
QuantStudio 5 실시간 PCR 시스템응용 생명시스템, 미국A34322qPCR 검출
RIPA 용해 버퍼비오타임, 중국P0039단백질 추출; 완전 RIPA 용해 버퍼
2차 항체(HRP 결합)덴마크 다코명시되지 않음IHC와 웨스턴 블롯에 대해
시트레이트 완충제명시되지 않음명시되지 않음IHC 항원 추출 시 pH 6.0
TB 그린 프리믹스 엑스 탁 II타카라, 일본RR820AqPCR 반응 시약; 200개의 반응
조직 균질기IKA T10, 독일명시되지 않음조직 RNA 추출 균질화
트리졸 시약인비트로젠, 미국15596026RNA 추출
U0126셀렉, 미국S1102ERK1/2 특이적 억제제; 10 & Mu에서 사용; mol/L
비멘틴 1차 항체세포 신호 기술, 미국5741S웨스턴 블롯; 희석 1:1000

재인쇄 및 허가

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태그

CUBCDCP1PCRMTTERK1 2

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