生信实验做多少都不嫌多!“氧化应激”+EVs,发文15+真的不是极
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大家好,今天跟大家分享一篇题为The 8-oxoguanine DNA glycosylase-synaptotagmin pathway increases extracellular vesicle release and promotes tumour metastasis during oxidative stress(8-氧鸟嘌呤-DNA糖基化酶突触结合蛋白通路在氧化应激期间增加细胞外囊泡释放并促进肿瘤转移)活性氧(ROS)引起的DNA氧化损伤被认为是基因突变的主要原因,而基因突变与癌发生和肿瘤进展密切相关。细胞外囊泡在癌症转移中发挥重要作用。
01
研究背景
活性氧 (ROS) 诱导的氧化 DNA 损伤被认为是基因突变的主要原因,这与致癌作用和肿瘤进展高度相关。细胞外囊泡在癌症转移中起重要作用。然而,DNA 氧化损伤在细胞外囊泡 (EVs) 介导的癌细胞迁移和侵袭中的确切作用仍不清楚。在这里,我们揭示了 ROS 介导的 DNA 氧化损伤信号通过增加 EV 的释放来促进肿瘤转移。
从机制上讲,8-氧代鸟嘌呤 DNA 糖基化酶 (OGG1) 识别并结合其底物 8-氧代-7,8-二氢鸟嘌呤 (8-oxoG),将 NF-κB 募集到突触结合蛋白 7 (SYT7) 启动子,从而触发 SYT7 转录。SYT7 表达的上调导致负载 E-钙粘蛋白的 EV 释放增加,从而消耗细胞内 E-钙粘蛋白,从而诱导上皮-间充质转化 (EMT)。
值得注意的是,OGG1 DNA 结合活性的抑制剂 Th5487 阻断氧化信号的识别和传递,减轻 SYT7 表达并抑制 EV 的释放,从而防止体外和体内肿瘤进展。总的来说,我们的研究阐明了 8-oxoG/OGG1/SYT7 轴驱动的 EV 释放在氧化应激诱导的肿瘤转移中的重要性。这些发现提供了对癌症进展分子基础的更深入理解,并为治疗干预提供了潜在的途径。
见图一
EV 的释放在氧化应激介导的癌细胞迁移和侵袭中至关重要。
图一
(A) H 的影响2O2在 24 小时时通过 MTT 测定检测 A549 细胞活性的浓度梯度。
(B) 检测暴露于 20 μM H 的 A549 细胞中细胞内 ROS 的生成2O2.比例尺:200 μm。右图为相应荧光强度的定量。
(C) 用或不用 20 μM H 处理 A549 细胞2O2持续 24 小时。迁移细胞的结晶紫染色。右图,迁移细胞的定量。
(D) 20 μM H 后 EMT 标志物的蛋白质印迹分析2O2暴露。右,标记的量化。
(E) 暴露于 20 μM H 的 A549 细胞中细胞内 ROS 的检测2O2和 10 mM NAC。比例尺:200 μm。右图为相应荧光强度的定量。
(F) 用 20 μM H 处理的 A549 细胞2O2和 10 mM NAC 进行 transwell 测定 24 h。右图量化了迁移的细胞。
(G) 将细胞视为面板 (F) 并通过 Western 印迹分析。右图,EMT 标志物的定量。
(H) Transwell 测定检测暴露于 10 μM GW4869 24 h 的细胞迁移。右图,迁移细胞的定量。
(I) 将细胞视为面板 (H)。Western blotting 检测 EMT 标志物表达。右图,EMT 标志物的定量分析。
(J) EV 标志物 (Alix、Tsg101、CD63 和 CD9) 和钙联蛋白作为阴性标志物蛋白的蛋白质印迹分析。右,标记的量化。
(K) 通过透射电子显微镜拍摄 EV。比例尺:100 nm。
(L) NTA 检测分离 EVs 的浓度和直径。
(M) NTA 检测氧化应激暴露后 EVs 的浓度。
(N) NTA 视频截图。
(O) BCA 检测 EV 中的总蛋白量。(P) ELISA 检测 EVs 中 CD63 的含量。
(Q) 通过 Western blotting 分析等量的细胞分离的 EV 的标志物蛋白含量。右图,标记物的定量分析。
(R) 等量 EV 中 E-钙粘蛋白的蛋白质印迹分析。使用 GAPDH 作为上样对照。右图,E-钙粘蛋白的定量。所有数据均表示为 SEM ±平均值 (n = 3);**p < 0.01,***p < 0.001。(学生 t 检验)。
见图二
OGG1 敲低通过释放 EV 减少细胞迁移。
图二
(A、B)A549 细胞用或不用 20 μM H 处理2O2持续 24 小时。通过 RT-qPCR 和 Western blotting 分析 OGG1 的 mRNA (A) 和蛋白 (B) 水平。右图为 OGG1 的定量。
(C) IF 实验检测 OGG1 和 8-oxoG。细胞中 8-oxoG(红色)和 OGG1(绿色)的共定位在合并图像中显示为黄色。比例尺:5 μm。右图为 8-oxoG 和 OGG1 的免疫染色定量。
(D) 分离细胞质和细胞核组分并进行 western blotting 以确定细胞质和细胞核中的 OGG1 水平。使用核纤层蛋白 B1 和 β-微管蛋白作为细胞核和细胞质组分的内部对照。右图为 OGG1 水平的定量。
(E) RT-qPCR 检测 siRNA 转染细胞中 OGG1 mRNA 水平。
(F) OGG1 在 A549 细胞中被 siRNA 敲低。24 小时后,消化细胞并用于 transwell 测定。右图,迁移细胞的定量。
(G) Western blotting 用于测量 EMT 标志物。右图,标记物的量化。
(H) 靶向 OGG1 的 CRISPR/Cas9 示意图。
(I) Western blotting 检测 OGG1-KO 细胞中 OGG1 蛋白水平。
(J) WT 和 OGG1-KO 细胞的形态学图像。比例尺:100 μm。
(K) Transwell 测定法检测 OGG1-KO 细胞中的细胞迁移和侵袭。右图,迁移细胞的定量。
(L) Western blotting 检测 WT 和 OGG1-KO 细胞中 EMT 标志物水平。右图,标记物的量化。
(M) 使用 BCA 测定分离的 EV 的总蛋白浓度。
(N) ELISA 测定分离的 EV 中 CD63 的含量。
(O) Western blotting 分析了等量的细胞分离的 EV 的标志物含量。右图,标记物的定量分析。(P) 通过 Western blotting 定量等量 EV 中 E-钙粘蛋白的含量。所有数据均表示为 SEM ±平均值 (n = 3);**p < 0.01,***p < 0.001。(学生 t 检验)。
见图三
SYT7 是 OGG1 的潜在靶基因。
图三
(A、B)用加扰或 OGG1 siRNA 转染 A549 细胞 48 h 后,检测 OGG1 (A) 和 SYT7 (B) 的 mRNA 水平。
(C) 将细胞视为面板 (A)。Western blotting 测定 OGG1 和 SYT7 的蛋白水平。右图为 OGG1 和 SYT7 的定量。
(D, E)通过 RT-qPCR 和 Western blotting 检测 WT 和 OGG1-KO 细胞中 SYT7 的 mRNA (D) 和蛋白 (E) 水平。
(F) SYT7 TSS 区上游 2 kb 处的 CpG 岛分析。上图:观察到的 GC 含量与预期 GC 含量的比率图。中间图:GC 含量百分比。下图:预测 CpG 岛存在于 SYT7 TSS 区上游 −844 至 −55 个核苷酸 (nt) 处。
(G、H)用或不用 20 μM H 处理的 A549 细胞中 SYT7 的 mRNA (G) 和蛋白 (H) 水平2O2进行了分析。右图为 SYT7 水平的定量。(我,J)用 20 μM H 处理细胞后2O2和 10 mM NAC 24 h,分析 SYT7 的 mRNA (I) 和蛋白 (J) 水平。右图为 SYT7 的定量。
(K、L)用或不用 10 μM Th5487 处理细胞 24 小时后,分析 SYT7 的 mRNA (K) 和蛋白 (L) 水平。右图为 SYT7 水平的定量。
(M, N)用或不用 10 μM OGG1-IN-08 处理细胞 24 小时后,分析 SYT7 的 mRNA (M) 和蛋白 (N) 水平。右图为 SYT7 水平的定量。所有数据均表示为 SEM ±平均值 (n = 3);**p < 0.01,***p < 0.001。(学生 t 检验)。
见图四
OGG1 促进 NF-κB 与 SYT7 启动子上的靶位点的结合。
图四
(A) SYT7 启动子分析。通过 JASPAR 数据库预测 SYT7 启动子区的 NF-κB 结合位点。
(B) 通过 Western blotting 分析细胞质和细胞核中的 NF-κB 水平。右图为 NF-κB 水平的定量。
(C、D)将 A549 细胞暴露于 20 ng/mL TNF-α 4 h,分析 mRNA (C) 和蛋白 (D) 水平。右图为 SYT7 水平的定量。
(E, F)用或不用 10 μM JSH-23 处理细胞,并分析 SYT7 的 mRNA (E) 和蛋白 (F) 水平。右图为 SYT7 水平的定量。
(G、H)用或不用 10 μM JSH-23 或/和 10 μM OGG1-IN-08 处理细胞。分析 SYT7 的 mRNA (G) 和蛋白 (H) 水平。右图为 SYT7 水平的定量。
(I, J) 8-oxoG 增加了 OGG1 (I) 或 NF-κB (J) 在 SYT7 启动子上的占有率。纯化的 OGG1 蛋白或核蛋白使用不同的 FAM 标记探针进行 EMSA。箭头表示 NF-κB 或 OGG1 探针复合物的位置。
(K) NF-κB 在核提取物中含 8-oxoG 的 DNA 上的占有率。将核提取物(每个样品 50 μg)与 G 或 8-oxoG 探针孵育 12 小时,并通过 Western blotting 分析蛋白质-DNA 复合物。
(L、M)ChIP-qPCR 测定 H2O2- 诱导 OGG1 (L) 或 NF-κB (M) 在 SYT7 启动子上的富集。
(N) ChIP-qPCR 检测氧化应激下 WT 或 OGG1-KO 细胞中 SYT7 启动子处 NF-κB 的富集。
(O) EMSA 检测到 OGG1-IN-08 和 Th5487 暴露对 OGG1 与氧化 DNA 链结合的影响。将 10 μM OGG1-IN-08 或 10 μM Th5487 与 100 ng OGG1 一起孵育。(P) 在氧化应激下,有或没有 Th5487 处理下 SYT7 启动子处 NF-κB 富集的 ChIP-qPCR 分析。
(Q) 在氧化应激下,有或没有 OGG1-IN-08 处理时,SYT7 启动子处 NF-κB 富集的 ChIP-qPCR 分析。所有数据均表示为 SEM ±平均值 (n = 3);*p < 0.05,**p < 0.01,***p < 0.001。(学生 t 检验)。
见图五
SYT7 通过增加 EV 的释放来减少细胞内 E-钙粘蛋白。
图五
(A) Transwell 测定法检测 SYT7 过表达 A549 细胞的迁移。右图,迁移细胞的定量。
(B) SYT7 过表达 A549 细胞中 EMT 标志物的 Western blotting 分析。右,标记的量化。
(C) 在 A549 细胞中被 siRNA 敲低 SYT7。24 小时后,消化细胞并用于 transwell 测定。右图,迁移细胞的定量。
(D) 将细胞处理为面板 (C)。Western blotting 用于测量 EMT 标志物。右,标记的量化。
(E) 通过 BCA 测定分离的 EVs 的总蛋白浓度。
(F) ELISA 测定分离的 EV 中 CD63 的含量。
(G) Western blotting 分析了等量的细胞分离的 EV 的标志物含量。右图,标记物的定量分析。
(H) 通过 Western blotting 定量等量 EV 中 E-钙粘蛋白的含量。
(I) 用或不用 10 μM GW4869 处理 A549 细胞 24 小时。迁移细胞的结晶紫染色。右图,迁移细胞的定量。
(J) 将细胞视为面板 (I)。Western blot 分析用于测量 EMT 标志物的水平。右,标记的量化。所有数据均表示为 SEM ±平均值 (n = 3);**p < 0.01,***p < 0.001。(学生 t 检验)。
见图六
SYT7 的过表达部分恢复了 OGG1 缺失引起的迁移下调。
图六
(A) 在敲低 OGG1 的细胞中过表达 SYT7 后,使用 transwell 检测迁移的细胞。右图,迁移细胞的定量。
(B) 将细胞视为面板 (A)。通过 western blot 测定验证 EMT 标志物的蛋白水平。是的,定量分析。
(C) 在敲除 OGG1 的细胞中过表达 SYT7 后,采用 transwell 法检测迁移的细胞。右图,迁移细胞的定量。
(D) 将细胞处理为面板 (C)。通过 western blot 测定验证 EMT 标志物的蛋白水平。是的,定量分析。
(E) 通过 BCA 测定分离的 EVs 的总蛋白浓度。
(F) Western blotting 分析了等量的细胞分离的 EV 的标志物含量。右图,标记物的定量分析。
(G) 通过 Western blotting 定量等量 EV 中 E-钙粘蛋白的含量。
(H) Transwell 检测 Th5487 暴露后 A549 细胞的侵袭和迁移能力。右图,迁移细胞的定量。
(I) 用 Th5487 处理细胞 24 小时,通过 Western blotting 检测 EMT 相关标志物。右,标记的量化。
(J) 用 Th5487 处理细胞 24 小时后,通过超分级分离从培养上清液中分离 EV。通过 BCA 测定分离的 EVs 的总蛋白浓度。
(K) ELISA 测定分离的 EV 中 CD63 的含量。
(L) Western blotting 分析了等量的细胞分离的 EV 的标志物含量。右图,标记物的定量分析。
(M) 通过蛋白质印迹定量等量 EV 中 E-钙粘蛋白的含量。所有数据均表示为 SEM ±平均值 (n = 3);**p < 0.01,***p < 0.001。(学生 t 检验)。
02
研究结论
综上所述,我们探讨了氧化应激诱导癌细胞转移的机制,揭示了 ROS 介导的 DNA 氧化损伤是启动 OGG1 和转录因子调控基因表达、EV 释放和肿瘤转移的关键信使,这对理解癌细胞对肿瘤微环境的反应具有重要意义。这些结果强烈表明,氧化 DNA 损伤和修复蛋白对肿瘤发展至关重要,这可能是癌症治疗的潜在治疗靶点。
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2025年05月22日 09点05分 1
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