Onderzoeksartikel

Effect van CUB-domeinhoudend eiwit 1 op proliferatie en epitheliale–mesenchymale overgang in nasofarynxcarcinoomcellen

DOI:

10.3791/70232

5 juni 2026

In dit artikel

Samenvatting

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit protocol heeft als doel de expressie en functie van CUB-domeinhoudend eiwit 1 in nasofarynxcarcinoom te onderzoeken, met behulp van klinische weefselanalyse en in vitro.assays om de rol ervan in de regulatie van de epitheliaal-mesenchymale overgang via de ERK1/2-signaalroute te beoordelen.

Samenvatting

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit protocol beschrijft een methodologische benadering om de expressie en functionele rol van CUB-domeinhoudend eiwit 1 in nasofarynxcarcinoom te onderzoeken en de mogelijke betrokkenheid ervan bij de epitheel-mesenchymale overgang. Klinische weefselmonsters van patiënten met nasofarynxcarcinoom en rhinitis werden verzameld om CDCP1-expressie te analyseren met realtime kwantitatieve PCR en immunohistochemie. In vitro-experimenten werden uitgevoerd met CNE2- en HK1-nasofarynxcarcinoomcellijnen. CDCP1-overexpressie en knockdown werden bereikt door transfectie met een CDCP1-plasmide of specifiek siRNA. Celproliferatie werd beoordeeld met een MTT-assay, apoptose werd geëvalueerd met Caspase-3 activiteitsmeting, en de expressie van EMT-gerelateerde markers en fosforyleringsniveaus van ERK1/2 werden gedetecteerd met western blot en kwantitatieve PCR. Om de betrokkenheid van de paden te valideren, werden reddingsexperimenten uitgevoerd met de ERK1/2-specifieke remmer U0126. Dit protocol biedt een systematisch in vitro en ex vivo raamwerk om de moleculaire mechanismen te onthelderen waarmee CDCP1 de tumorprogressie bij nasofarynxcarcinoom kan reguleren.

Inleiding

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Nasofaryngeale carcinoom is de meest voorkomende primaire kwaadaardige tumor van de nasofarynx, afkomstig uit het nasofarynfeale epitheel, en is een hoofd-halskanker met unieke geografische verspreidingskenmerken 1,2. Ongeveer 98% van de gevallen van nasofarynxcarcinoom is geassocieerd met latente EBV-infectie. Deze ziekte komt vaak voor in Azië, maar is zeldzaam in Europa, en het voorkomen ervan kan verband houden met eetgewoonten en andere factoren 3,4,5. Volgens histologische classificatie kan nasofarynxcarcinoom worden gecategoriseerd in WHO-typen I, II en III 6,7,8. In vergelijking met type I zijn type II en III nasofarynxcarcinoom gevoeliger voor ioniserende straling9; Daarom wordt radiotherapie veel gebruikt in de behandeling10,11. Patiënten met nasofarynxcarcinoom lopen echter nog steeds het risico op tumorcelmetastase, wat een van de belangrijkste doodsoorzaken is12,13. Het hoge recidiefpercentage benadrukt de dringende noodzaak om de belangrijkste moleculaire mechanismen die de metastase van nasofarynxcarcinoom beïnvloeden te verduidelijken en om nieuwe biologische indicatoren te onderzoeken die het metastatische risico kunnen voorspellen.

CUB domein-containing protein 1 (CDCP1) is een membraaneiwit dat een drijvende rol speelt in verschillende kankercellen 14,15,16. Studies hebben bevestigd dat CDCP1 betrokken is bij het reguleren van metastasen in meerdere tumoren 17,18. Bij longkanker is CDCP1-expressie opgereguleerd en nauw geassocieerd met overmatige tumorcelproliferatie, pathologisch type, TNM-stadium en lymfekliermetastase19,20. De expressiekenmerken en functie van CDCP1 bij nasofarynxcarcinoom zijn echter nog niet gerapporteerd. Daarom is het ophelderen van het mechanisme van CDCP1 bij nasofarynxcarcinoom van groot klinisch belang voor het onthullen van de metastatische mechanismen en het ontwikkelen van nieuwe interventiedoelen.

Om CDCP1-expressie bij nasofarynxcarcinoom en de impact ervan op het biologische gedrag van tumorcellen te onderzoeken, gebruikte deze studie een strategie waarbij klinische weefselmonsters werden gecombineerd met in vitro cellulaire experimenten. Door het expressieniveau van CDCP1 in nasofarynxcarcinoomweefsels te detecteren en CDCP1 overexpressie- en silencingmodellen vast te stellen in de nasofarynxcarcinoomcellijn CNE2, werd celproliferatie beoordeeld met de MTT-assay, werd apoptose geëvalueerd door Caspase-3-activiteit te detecteren, en werden de expressie van epitheel-mesenchymale overgangsmarkers (EMT) evenals de activatiestatus van de ERK1/2-signaalweg onderzocht met realtime kwantitatieve PCR en Western blot. Deze methoden worden veel gebruikt in tumoronderzoek en bieden een goede reproduceerbaarheid en eenvoudige werking.

In vergelijking met benaderingen die vertrouwen op een enkele detectiemethode, combineert deze studie multidimensionale functionele assays met signaalweganalyse om het mechanisme van CDCP1 bij nasofarynxcarcinoom systematischer te evalueren. De MTT-assay is geschikt voor het detecteren van celproliferatie met hoge doorvoer, met eenvoudige werking en lage kosten; De detectie van caspase-3-activiteit weerspiegelt kwantitatief het niveau van apoptose; Western blot en qRT-PCR kunnen de expressieveranderingen van EMT-gerelateerde factoren respectievelijk op eiwit- en mRNA-niveau verifiëren. Hoewel deze methoden bepaalde beperkingen hebben op het gebied van mechanistische diepte, zoals het onvermogen om dynamische veranderingen in signaalpaden in realtime te monitoren, bieden ze toch betrouwbare technische ondersteuning voor voorlopige verkenning van de CDCP1-functie.

Deze studie heeft als doel het expressiepatroon van CDCP1 in nasofarynxcarcinoom te verduidelijken, het mechanisme van het reguleren van EMT, tumorcelproliferatie en apoptose via de ERK1/2-signaalweg te onderzoeken, en daarmee experimenteel bewijs te leveren om mechanismen van nasofarynxcarcinoommetastasen te verduidelijken en potentiële interventiedoelen te identificeren.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Deze studie werd goedgekeurd door de ethische commissie van het Liyuan Ziekenhuis, Tongji Medisch College, Huazhong Universiteit voor Wetenschap en Technologie [Goedkeuringsnummer: 2026IEC(RYJ016)]. Alle patiënten gaven geïnformeerde toestemming, en het verzamelen en gebruiken van klinische monsters voldeed aan de relevante ethische richtlijnen van de Verklaring van Helsinki. De belangrijkste experimentele materialen en instrumenten die in deze studie zijn gebruikt, zijn vermeld in de Materiaallijst.

Verzameling van klinische weefselmonsters en detectie van CDCP1-expressie

Chirurgisch weefselmonsters werden verzameld van zeven patiënten die tussen januari 2019 en december 2019 in ons ziekenhuis de diagnose nasofarynxcarcinoom kregen. Tegelijkertijd werden als controlegroep neusweefselmonsters van zes patiënten met rhinitis afgenomen. Alle weefselmonsters werden onmiddellijk ingevroren in vloeibare stikstof na verzameling voor latere RNA-extractie.

RNA-extractie en realtime kwantitatieve PCR-detectie

Het totale RNA werd uit weefselmonsters gewonnen volgens de instructies van de fabrikant. Voor elk monster werd 50–100 mg weefsel op ijs verwerkt in 1 ml extractiereagens met behulp van een weefselhomogenisator. Homogenisatie werd 30 seconden uitgevoerd en herhaald 3 keer om volledige verstoring van het weefsel te garanderen. Na weefselverstoring kreeg elk lysaat 200 μL chloroform. De buizen werden krachtig geschud door 15 seconden te vortexen, 3 minuten op kamertemperatuur gehouden en vervolgens 15 minuten op 12.000 × g gedraaid bij 4 °C om de fasen te scheiden. De heldere waterige laag werd verwijderd zonder de interfase te verstoren en overgebracht in een nieuwe buis.

RNA werd uit deze waterige fractie gewonnen door isopropanol toe te voegen in een volumeverhouding van 1:1. Na een incubatie van 10 minuten bij kamertemperatuur werden de monsters gecentrifugeerd op 12.000 × g gedurende 10 minuten bij 4 °C om het RNA te pelleten. Het supernatant werd weggegooid en de pellet werd één keer afgespoeld met 1 ml 75% ethanol. Na een tweede centrifugatiestap bij 7.500 × g gedurende 5 minuten bij 4 °C, werd de ethanolwash verwijderd. De RNA-pellet werd vervolgens 5–10 minuten aan de lucht gedroogd bij kamertemperatuur en opnieuw opgehangen in 20 μL RNase-vrij water. RNA-hoeveelheid en zuiverheid werden spectrofotometrisch bepaald.

Voor cDNA-voorbereiding werd 1 μg totaal RNA gebruikt voor reverse transcriptie. De reactie werd uitgevoerd bij 37 °C gedurende 15 minuten en daarna verhit tot 85 °C gedurende 5 seconden. Vervolgens werd kwantitatieve real-time PCR (qPCR) uitgevoerd met TB Green Premix Ex Taq II op een Real-Time PCR-systeem. Elke 20 μL reactie bevatte 2 μL cDNA-template, voor- en omgekeerde primers met elk 0,4 μmol/L, 10 μL SYBR Green premix en nucleasevrij water. Het amplificatieprotocol begon met denaturatie bij 95 °C gedurende 30 seconden. Hierop volgden 40 cycli, waarbij elke cyclus bestond uit 95 °C voor 5 seconden en 60 °C voor 30 seconden voor annealing/extensie. Primersequenties worden vermeld in Tabel 1.

Immunohistochemische detectie van CDCP1-eiwitexpressie

Weefselmonsters werden eerst vastgesteld in 4% paraformaldehyde gedurende 24 uur, gevolgd door standaard dehydratie, paraffine-inbedding en voorbereiding van secties van 4 μm dik. De paraffinesecties werden vervolgens behandeld met xyleen om paraffine te verwijderen en sequentieel gerehydrateerd via gegradueerde ethanoloplossingen. Voor antigeenontmaskering werden de glaasjes in citraatbuffer (pH 6,0) geplaatst en 3 minuten in een snelkookpan verwarmd nadat de oplossing het koken had bereikt. De endogene peroxidaseactiviteit werd onderdrukt door de secties 10 minuten te blootstellen aan 3% waterstofperoxide.

Na het blokkeren van endogene enzymactiviteit werden de secties 's nachts geïncubeerd bij 4 °C, waarbij het anti-CDCP1 primaire antilichaam verdund werd op 1:200. De volgende dag werden de preparaten 30 minuten bij kamertemperatuur behandeld met een mierikswortelperoxidase-geconjugeerd secundair antilichaam. Signaalvisualisatie werd uitgevoerd met een DAB-substraatkit, en de secties werden vervolgens tegengekleurd met hematoxyline. Tot slot werden de preparaten gedehydrateerd, gemonteerd en onderzocht onder een optische microscoop.

Celcultuur en groepering

CNE2- en HK1-cellen van menselijke nasofarynxcarcinoom werden behouden in DMEM met een hoog glucosegehalte gehalte aangevuld met 10% foetaal rundserum en 1% penicilline-streptomycine. Cellen werden gekweekt bij 37 °C in een broedmachine met 5% CO₂. Wanneer cellen 70%–80% confluentie bereikten, werden ze getransfecteerd volgens de volgende groepen: Controlegroep (Controle): getransfecteerd met lege vector of negatieve controle siRNA; CDCP1 overexpressiegroep (CDCP1-OE): getransfecteerd met CDCP1 overexpressieplasmide; CDCP1 silencinggroep (si-CDCP1): getransfecteerd met CDCP1 siRNA; Rescue-experimentgroep (CDCP1-OE + U0126): behandeld met de ERK1/2-specifieke remmer U0126 (10 μmol/L) gedurende 48 uur op basis van CDCP1-overexpressie .

De transfectie werd uitgevoerd volgens de instructies van de fabrikant. Cellen werden 24 uur voor transfectie geplateerd in platen met 6 putten bij 2 × 105 cellen per put, waarbij elke put 2 ml antibioticavrij medium bevatte. Transfectie werd gestart toen de culturen ongeveer 70% samenvloeiing bereikten. Het kweekmedium werd vervolgens verwijderd en vervangen door een nieuw serumvrij medium. Voor elke put werd ofwel 2 μg plasmide-DNA of 100 pmol siRNA apart bereid uit 5 μL transfectiereagens, waarbij elk onderdeel verdund werd in 250 μL gereduzeerd serumhoudend medium. Beide mengsels werden 5 minuten op kamertemperatuur gehouden. Het verdund nucleïnezuur en het transfectie-reagens werden vervolgens gecombineerd en 20 minuten bij kamertemperatuur laten staan om de transfectiecomplexen te genereren. Deze complexen werden druppelwijs aan de cellen toegevoegd, zachtjes verdeeld over de put, en 6 uur lang met de cellen geïncubeerd. Na afloop van de incubatieperiode werd het transfectiemengsel verwijderd en kregen de cellen een volledig medium dat 10% FBS bevatte.

Celproliferatie-assay

Op 48 uur na transfectie werden CNE2- en HK1-cellen uit elke groep verzameld en gezaaid in 96-wellplaten met een dichtheid van 3 × 10 3-cellen per put met 100 μL medium per put, met vijf replicatieputten per groep. Nadat de cellen 24, 48 of 72 uur waren gekweekt, werd 10 μL MTT-oplossing met 5 mg/mL aan elke put toegevoegd. De platen werden vervolgens opnieuw geïncubeerd bij 37 °C met 5% CO₂ voor nog eens 4 uur. Na deze incubatie werd het kweeksupernatant zorgvuldig weggegooid en werd 100 μL dimethylsulfoxide (DMSO) aan elke put toegevoegd om de formazankristallen op te lossen. De platen werden 10 minuten geroerd om volledige oplossing te garanderen. De absorptie werd vervolgens geregistreerd met een microplaatlezer bij 570 nm, waarbij 630 nm de referentiegolflengte was.

Apoptose-activiteitsassay

48 uur na transfectie werden CNE2-cellen van elke groep verzameld en werd Caspase-3-activiteit gedetecteerd met een Caspase-3 Activity Assay Kit volgens de instructies van de fabrikant. In totaal werd 100 μL lysisbuffer toegevoegd aan 1 × 106 cellen, 15 minuten op ijs gelyseerd en vervolgens 10 minuten gecentrifugeerd op 12.000 × g bij 4 °C. Het resulterende supernatant werd overgebracht voor verdere analyse. Voor de Caspase-3 assay ontving elke put 50 μL reactiebuffer en 5 μL Caspase-3 substraat (DEVD-pNA). De plaat werd vervolgens 2 uur lang op 37 °C gehouden, en de absorptie werd gemeten op 405 nm met een microplaatlezer.

Western blot-analyse

48 uur na transfectie werden CNE2- en HK1-cellen uit elke experimentele groep geoogst voor eiwitextractie. Cellen werden verstoord in een RIPA-buffer met proteaseremmers en 30 minuten op ijs gehouden. De resulterende lysaten werden gecentrifugeerd op 12.000 × g gedurende 15 minuten bij 4 °C, waarna de supernatantfracties werden verzameld. De eiwitconcentratie werd gemeten met een BCA-eiwitassaykit.

Voor western blot-analyse werd 30 μg totaal eiwit van elk monster gemengd met 5x laadbuffer en verhit op 100 °C gedurende 10 minuten om de eiwitten te denatureren. De monsters werden gescheiden op 10% SDS-PAGE gels bij 120 V gedurende 90 minuten, gevolgd door overdracht op PVDF-membranen met een constante stroom van 300 mA gedurende 90 minuten. Na de overdracht werden de membranen 1 uur lang geblokkeerd met 5% magere melk bij kamertemperatuur.

De membranen werden 's nachts geïncubeerd bij 4 °C met primaire antistoffen tegen CDCP1 (1:1.000), E-cadherine (1:1.000), Vimentin (1:1.000), p-ERK1/2 (1:2.000), ERK1/2 (1:1.000) en GAPDH (1:5.000).

De volgende dag werden de membranen 3x in TBST gespoeld, waarbij elke wasbeurt 10 minuten duurde. Daarna werden ze 1 uur lang blootgesteld aan mierikswortelperoxidase-geconjugeerde secundaire antilichamen. Na drie extra TBST-washes werden de eiwitsignalen zichtbaar weergegeven met een ECL chemiluminescentiesubstraat. De bandintensiteit werd gemeten met ImageJ-software en GAPDH werd gebruikt als normalisatieregelaar.

Statistische analyse
Alle experimenten werden onafhankelijk drie keer onafhankelijk uitgevoerd. De resultaten worden gepresenteerd als het gemiddelde ± standaarddeviatie (SD). Verschillen tussen meerdere groepen werden geëvalueerd met eenrichtingsvariantieanalyse (ANOVA), en Tukey's methode werd gebruikt voor pargewijze post-hoc vergelijkingen. Een P-waarde van < 0,05 werd als statistisch significant beschouwd.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

CDCP1. Upregulatie in nasofarynxcarcinoomweefsels

Het expressieniveau van CDCP1-mRNA in zeven nasofarynxcarcinoomweefsels en zes rhinitisweefsels werd vastgesteld met realtime kwantitatieve PCR. De resultaten toonden aan dat CDCP1 mRNA-expressie in nasofarynxcarcinoomweefsels significant hoger was dan die in rhinitisweefsels (P < 0.05, Figuur 1A). Daarnaast werd immunohistochemische kleu...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Deze studie onderzocht systematisch voor het eerst de expressiekenmerken van CDCP1 in nasofarynxcarcinoomweefsels en de effecten ervan op het biologische gedrag van tumorcellen, en verduidelijkte voorlopig het moleculaire mechanisme waarmee CDCP1 de epitheel-mesenchymale overgang bevordert door activatie van de ERK1/2-signaalroute. De bevindingen suggereren dat CDCP1 een protumorigene rol speelt bij nasofaryngeaal carcinoom, wat nieuw experimenteel bewijs levert om de mechanismen van met...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs verklaren dat er geen belangenconflicten zijn met betrekking tot de publicatie van dit artikel. Geen enkele financiële of persoonlijke relatie heeft invloed gehad op het werk dat in deze studie wordt gerapporteerd.

Dankbetuigingen

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit werk werd ondersteund door het Fujian Natural Science Fund-project (nr.2017J01271).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
BCA Protein Assay KitThermo Fisher, USA23225Voor bepaling van de eiwitconcentratie
Caspase-3 Activity Assay KitBeyotime, ChinaC1403Colorimetrische assay voor Caspase-3 activiteit
CDCP1 Overexpression PlasmidNiet gespecificeerdNiet gespecificeerdVoor CDCP1 overexpressietransfectie
CDCP1 Primaire AntilichaamAbcam, USAab137706Voor IHC en Western blot; verdunning 1:200 (IHC) of 1:1000 (WB)
CDCP1 siRNANiet gespecificeerdNiet gespecificeerdVoor CDCP1 gen silencing
CNE2 CellijnChina Center for Type Culture Collection (CCTCC), ChinaNiet gespecificeerdMenselijk nasofaryngeaal carcinoom cellijn
DMEM Hoog Glucose MediumHyClone, USASH30243.01Celcultuur
DMSOSigma, USAD2650Voor het oplossen van kristallen in MTT assay
E-cadherin Primaire AntilichaamCell Signaling Technology, USA3195SWestern blot; verdunning 1:1000
ERK1/2 Primaire AntilichaamCell Signaling Technology, USA4695SWestern blot; verdunning 1:1000
GAPDH Primaire AntilichaamAbcam, USAab8245Western blot ladingscontrole; verdunning 1:5000
HK1 CellijnChina Center for Type Culture Collection (CCTCC), ChinaNiet gespecificeerdMenselijk nasofaryngeaal carcinoom cellijn
Lipofectamine 2000Invitrogen, USA11668019Transfectiereagens
Microplate ReaderBioTek, USANiet gespecificeerdAbsorbantie detectie (MTT, Caspase-3)
MTTSigma, USAM2128Celproliferatie assay; bereid op 5 mg/mL in PBS
Opti-MEMGibco, USA31985070Gereduceerd serummedium voor transfectie
p-ERK1/2 Primaire AntilichaamCell Signaling Technology, USA4370SWestern blot; verdunning 1:2000
PrimeScript RT Master MixTakara, JapanRR036BReverse transcriptiereagens voor real-time PCR
PVDF MembraanMillipore, USAIPVH00010Proteïne overdracht; 0,45 μm poriegrootte
QuantStudio 5 Real-Time PCR SysteemApplied Biosystems, USAA34322qPCR detectie
RIPA Lysis BufferBeyotime, ChinaP0039Proteïne extractie; complete RIPA lysis buffer
Secundair Antilichaam (HRP-geconjugeerd)Dako, DenemarkenNiet gespecificeerdVoor IHC en Western blot
Natrium Citraat BufferNiet gespecificeerdNiet gespecificeerdVoor IHC antigeenretrieval, pH 6,0
TB Green Premix Ex Taq IITakara, JapanRR820AqPCR reactiereagens; 200 reacties
Weefsel HomogenisatorIKA T10, DuitslandNiet gespecificeerdVoor weefsel RNA extractie homogenisatie
TRIzol ReagensInvitrogen, USA15596026RNA extractie
U0126Selleck, USAS1102ERK1/2-specifieke remmer; gebruikt bij 10 μmol/L
Vimentin Primaire AntilichaamCell Signaling Technology, USA5741SWestern blot; verdunning 1:1000

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

CUB domeinproteinCDCP1 expressiecelproliferatiereal time PCRimmunohistochemieMTT assayERK1 2 remmerWestern blot

Gerelateerde artikelen