肺癌治疗的手段-真人投注平台
栏目:最新研究动态 发布时间:2019-09-06
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凋亡诱导因子(真人投注平台)不仅参与真人投注网站凋亡,还在线粒体内发挥重要的功能,它通过线粒体呼吸链中复合物I的转录后调控,决定氧化磷酸化(OXPHOS)的速率。近些年,真人投注平台被广泛研究。今天小编就带大家了解关于真人投注平台调控氧化磷酸化支持肺癌的发展的文章真人投注平台-regulated oxidative phosphorylation supports lung cancer development

在本研究中,作者使用KrasG12D驱动的小鼠肺癌模型,通过真人投注平台敲减、线粒体呼吸评估、糖酵解、WT或线粒体锚定的真人投注平台重新表达和和肺癌转录组数据分析证明了真人投注平台调控线粒体呼吸和OXPHOS,从而促进肺癌的进展。
结果:

1)减少真人投注平台缺乏KrasG12D小鼠的肺癌
为了确定真人投注平台在肺癌中的作用,我们将真人投注平台 fl/fl 小鼠与Lox-Stop-Lox-KrasG12D菌株杂交。Lox-Stop-Lox-KrasG12D小鼠在Cre缺失并诱导突变的KrasG12D等位基因后,逐步发展为非小真人投注网站肺癌(NSCLCs),从上皮真人投注网站增生到良性腺瘤和恶性腺癌。与对照组相比,KrasG12D驱动的肺癌模型中真人投注平台的缺失显著延长了存活时间(图1a)。在所有时间点分析中,与对照相比,Aiffl / y KrasG12D小鼠肺中肿瘤区域的数量减少(图1 b, c)。这些结果表明,真人投注平台基因失活可显著降低krasg12d驱动的肺癌发生。接下来我们评估了肿瘤的发生和肺癌的恶性进展。Ad5-CMV-Cre吸入4周后,微CT显示Aiffl/y KrasG12D小鼠肿瘤病灶明显减少,且在整个观察期间均观察到肿瘤病灶减少(图1d)。

2)真人投注平台的缺失会损害OXPHOS并破坏线粒体结构
由于真人投注平台影响肿瘤的发生和早期发展,我们从Aiffl/y KrasG12D和真人投注平台+/y KrasG12D胎鼠中分离出原代肺真人投注网站,随后用Ad5-CMV-Cre-eGFP感染培养真人投注网站,激活KrasG12D表达,同时删除真人投注平台(图2a)。正如之前研究中所预期的那样,真人投注平台的缺失也导致线粒体复合物I蛋白的减少(图2a)。然后分析真人投注平台突变原代肺真人投注网站的耗氧量(OCR),以评估线粒体呼吸。Aiffl/y KrasG12D真人投注网站在较低的基础水平上消耗氧气,产生更少的ATP,并且在对FCCP的响应中表现出有限的OCR增加,导致最大呼吸容量降低(图2 b,c)。
在体内Ad5-CMV-Cre感染6周后,我们从Aiffl/y KrasG12D和Aif+/y KrasG12D胎鼠中分离出原代转化的肺真人投注网站。值得注意的是,小鼠感染的病毒滴度是正常浓度的5倍,以确保大多数肺真人投注网站被感染(图2d)。与我们的短期培养相似,体内Ad5- CMV-Cre处理导致基础呼吸、ATP生成、最大呼吸和备用呼吸能力减少(图2e)。我们还对Ad5-CMV-Cre吸入16周后Aiffl/y KrasG12D和Aif+/y KrasG12D小鼠新分离肿瘤组织中的线粒体进行了表征。具有真人投注平台活性的肿瘤真人投注网站与缺乏真人投注平台的肿瘤真人投注网站线粒体数量无明显差异;然而,Aiffl/y KrasG12D肿瘤真人投注网站线粒体肿胀,嵴结构明显减少,排列紊乱(图2f)。因此,真人投注平台的缺失不仅会导致OXPHOS的普遍受损,还会导致线粒体形态异常。


3)真人投注平台缺乏增强糖酵解和对葡萄糖缺乏的敏感性
在添加葡萄糖刺激糖酵解后,Aiffl/y KrasG12D肺真人投注网站的基础真人投注网站外酸化率高于Aif+/y KrasG12D对照真人投注网站(图3a)。添加寡霉素后,通过OXPHOS抑制ATP产生,Aiffl/y KrasG12D真人投注网站和Aif+/y KrasG12D真人投注网站的糖酵解活性均增加,但Aif+/y KrasG12D真人投注网站的糖酵解活性明显增加(图3 b)。在体外Ad5-mSPC-Cre处理的Aiffl/y KrasG12D肺真人投注网站中,糖酵解也增加了(图3 c,d)。对照Aif+/y KrasG12D真人投注网站不受2-DG 72 h孵育的影响,,而Aiffl/y KrasG12D真人投注网站死亡率增加(图3e)。同样,葡萄糖缺乏对Aif+/y KrasG12D真人投注网站无明显影响,但影响Aiffl/y KrasG12D真人投注网站的生长(图3f)。最后,我们观察到在葡萄糖缺乏条件下培养的Aiffl/yKrasG12D肺真人投注网站内ATP水平显著下降(图3g)。这些结果表明真人投注平台的缺失导致OXPHOS缺乏症和真人投注网站代谢向糖酵解的转变。Aiffl/y KrasG12D肺真人投注网站中,OXPHOS对ATP合成的贡献较小,主要由糖酵解提供,而Aif+/y KrasG12D真人投注网站中的ATP大部分由OXPHOS生成。


4)稳定的真人投注平台缺失会损害KRAS WT和KRAS突变的肺癌真人投注网站的克隆潜能和增殖
在KRAS突变的NSCLC A549真人投注网站中,真人投注平台的稳定下调抑制了CHCHD4的表达,并导致呼吸链蛋白如CIII-UQCRC2、cii - coxii和CI-NDUFB8的减少以及OXPHOS、ATP生成、克隆潜能和增殖的减少。另外,真人投注平台敲除显著降低了H1437、H727、A427、H1650、H358以及A549真人投注网站的克隆能力(图5)。

5)重新表达WT或线粒体锚定的真人投注平台可恢复肺癌敏感性
Aiffl/y KrasG12D小鼠在吸入Ad5-CMV-Cre后存活的时间明显长于对照组小鼠。在敲除真人投注平台的小鼠中重新表达WT 真人投注平台后,存活率显著降低。而且线粒体锚定突变体真人投注平台替代内源性真人投注平台也恢复了Aiffl/y KrasG12D小鼠的癌症表型(图6c)。另外WT或突变真人投注平台的重新表达导致肺肿瘤负荷增加(图6d,e)。接下来为了进一步研究真人投注平台和OXPHOS在肿瘤真人投注网站增殖和肿瘤干真人投注网站样特性中的功能相关性,我们采用最近开发的3D肿瘤球体培养法,从Ad5-mSPC-Cre感染6周后的Aif+/y KrasG12D、Aiffl/y KrasG12D、Aiffl/y WT ki KrasG12D、Aiffl/y MT ki KrasG12D小鼠中分离纯化的原发肺真人投注网站,进行真人投注网站培养。在从每个基因型中植入相同数量的肿瘤真人投注网站后,我们发现Aiffl/y KrasG12D小鼠与Aif+/y KrasG12D小鼠相比,来自Aiffl/y KrasG12D小鼠的肿瘤球体数量显著减少。WT和突变型真人投注平台的重新表达几乎完全恢复了茎样性质,形成肿瘤球形,达到真人投注平台 +/y KrasG12D对照水平(图6f,g)。接下来,我们通过BrdU标记来确定这些肿瘤球的增殖能力。再次,我们观察到Aiffl/y KrasG12D肿瘤球体中阳性真人投注网站明显少于真人投注平台 WT、真人投注平台 WT敲入和真人投注平台突变敲入肿瘤球体(图6h,i)。


6)WT或线粒体锚定真人投注平台的修复可消除线粒体呼吸缺陷
将WT或线粒体锚定的真人投注平台重新引入Aiffl/y KrasG12D肺真人投注网站中,可将其呼吸能力提高到与真人投注平台 +/y KrasG12D对照组相当的水平(图7a, b)。另外,与生物能量谱一致,真人投注平台缺陷真人投注网站所含PEP和NADH明显减少,但乳酸含量高得多(图7c),这表明真人投注平台耗尽后OXPHOS确实受到抑制。另外,三羧酸循环的中间代谢物,包括柠檬酸、苹果酸和琥珀酸,在真人投注平台缺乏的真人投注网站中大量增加(图7c),这与KEGG富集分析一致(图7d)。



7)真人投注平台
在人类肺肿瘤中经常过度表达,高真人投注平台表达与低生存率有关
最后,我们通过分析已发表的数据集,探讨真人投注平台在人类肺癌中的临床意义。肺癌和不同肺癌亚型的转录组研究表明,与正常组织相比,肺癌组织中真人投注平台 mRNA水平显著上调(图8a)。为了在蛋白水平上验证这一发现,我们用免疫组织化学方法研究了真人投注平台在人类肺癌样本中的表达。与之前的研究结果一致,我们观察到Kras突变和Kras WT肺癌患者的肿瘤组织中真人投注平台表达均高于正常肺组织(图8b)。另外,我们发现,在三个不同的NSCLC群体中,不仅真人投注平台,而且编码复合物I亚基或其组装因子的绝大多数基因在NSCLC组织中都比正常相邻肺组织明显过表达(图8c)。因此,当我们用Ad5-mSPC-Cre感染Aif+/y和Aif+/y KrasG12D小鼠的肺真人投注网站时,在激活KrasG12D 8天后检测到真人投注平台表达显著诱导;然而,在表达WT Kras的非转化性肺真人投注网站中没有观察到这种效应(图8d)。此外,我们通过分析TCGA数据集中的RNAseq数据,评估了真人投注平台表达与总生存率之间的相关性。发现无论KRAS突变情况如何,真人投注平台高表达与预后不良呈负相关(图8e)。同样,免疫组化检测显示,NSCLCs表达低水平真人投注平台蛋白的患者比真人投注平台高肿瘤患者生存时间更长(图8f),这与真人投注平台高表达与预后不良相关的结论一致。

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