文摘
客观的。调查的监管效果ZEB1 PD-L1表达式和药效学的影响Biochanin恶性生物学行为的结直肠癌(CRC)。方法。epithelial-mesenchymal过渡(EMT)评分之间的相关性和特性的肿瘤微环境(时间)研究使用癌症基因组图谱(TCGA)数据集。ZEB1和PD-L1表达之间的相关性验证使用免疫组织化学(包含IHC)染色,和监管效果的ZEB1 PD-L1表达式被在体外实验中探索。此外,Biochanin的药效学影响ZEB1 PD-L1表达式,以及CRC细胞的恶性生物学行为,进行评估通过体外和体内试验。结果。EMT得分呈正相关,大多数immunostimulators,免疫检查点,抗肿瘤免疫活动周期和渗透水平TCGA大多数免疫细胞的数据集。此外,ZEB1与并积极监管PD-L1 CRC的表达式。此外,Biochanin,抑制剂ZEB1 / PD-L1轴,特别是抑制ZEB1-mediated攻击性和PD-L1 CRC细胞的表达。此外,Biochanin也施加了tumor-inhibitory作用体内CRC小鼠模型。结论。总的来说,我们发现ZEB1 CRC PD-L1表达的主要监管机构。此外,我们还发现了Biochanin作为小说抑制剂ZEB1 / PD-L1轴,从而抑制肿瘤进展和免疫逃逸。
1。介绍
结直肠癌(CRC)是最常见的消化道肿瘤之一,排名第三在发病率和死亡率(1]。根据最新的癌症统计,大约有149550例的CRC将出现,52980 CRC-associated死亡将发生在2021年美国1]。近年来,CRC的治疗策略,包括手术、化疗、放疗、免疫治疗,发展迅速,在很大程度上。因此,CRC患者5年总生存期(OS)率已达到65%,甚至90%,早期的CRC患者(2,3]。尽管如此,患者在晚期CRC仍然面临致命的临床结果由于不可控制的转移和其他并发症。因此,迫切需要探索潜在肿瘤形成的机制、寻找更有前途的CRC的策略。
Epithelial-mesenchymal过渡(EMT)是一种特定的生物过程中上皮细胞转化为细胞间质表型。EMT充当一个重要角色在多种生理和病理条件下,如胚胎发育、慢性炎症、组织重建、组织纤维化和恶性肿瘤进展4]。通过EMT过程,上皮细胞失去细胞极性,与基底膜的连接,和其他上皮功能但获得间充质特性,如高侵袭性能力,antiapoptosis,能够降解细胞外基质(5]。新兴的研究表明,EMT可以显著促进恶性肿瘤的进展和免疫逃避(6- - - - - -8]。例如,kallikrein-related肽酶8 (KLK8)促进生长和转移的CRC通过激活EMT过程(9]。因此,探索治疗策略针对EMT过程可能是一个突破临界点控制CRC的进展。
在当前的研究中,我们探讨了相关EMT-related基因表达模式和功能的肿瘤微环境(时差)利用癌症基因组图谱的数据(TCGA)数据集。接下来,相关性和监管ZEB1轴心和PD-L1调查。此外,我们验证的肿瘤抑制作用Biochanin CRC体外和体内,从而抑制ZEB1-mediated进展和PD-L1表达式。总体而言,我们的研究结果发现ZEB1的至关重要的作用在促进肿瘤进展并确定一种新型抑制剂Biochanin阻止ZEB1 / PD-L1轴。
2。材料和方法
2.1。公共数据采集和生物信息学分析
规范化的RNA序列(RNA-seq) CRC TCGA的数据集得到的UCSC齐娜门户(https://xenabrowser.net/datapages/)。接下来,EMT浓缩的免疫生物相关性得分在CRC进行评估,由single-sample基因集富集分析计算(ssGSEA) [10)指的是刑法的EMT-associated基因属于基因集“HALLMARK-EPITHELIAL-MESENCHYMAL-TRANSITION”(n= 200)的分子签名数据库(MSigDB) [11]。
考虑到肿瘤组织,受到RNA-seq包括肿瘤细胞和其他细胞、免疫细胞等,我们评估时间为每个病人的免疫特点TGCA数据集。首先,122年的信息免疫调制剂和著名的TIICs效应基因也收集从先前的研究12]。此外,估计是用来估计肿瘤纯度,估计分数,免疫分数,和基质的分数13]。此外,五个独立的算法,包括定时器(14],史诗[15],MCP-counter [16],quanTIseq [17]和TISIDB [18),是用来计算肿瘤浸润免疫细胞的相对丰度(TIICs)全面。此外,考虑到每个阶段的癌症免疫循环中扮演着关键角色反映出抗癌免疫反应和肿瘤细胞的命运决定,我们下一个计算每个阶段的活动ssGSEA根据stage-specific签名的表达水平10]。调查在CRC EMT的免疫生物作用,我们把患者分为高、低EMT分数组相比截止准则,然后在50%免疫特性的差异之间的时差高低EMT亚型。
2.2。试剂和抗体
Biochanin(猫。B106472)购买从阿拉丁(上海,中国)。即食PD-L1抗体(兔子马伯,猫。GT2280)购买的通用(上海,中国)。抗体针对ZEB1(兔子帕布,猫。21544 - 1 - ap), PD-L1(鼠标马伯,猫。66248 - 1 - ig),钙粘蛋白(兔子帕布,猫。20874 - 1 - ap), N-cadherin(兔子帕布,猫。22018 - 1 - ap),和GAPDH(鼠标马伯,猫。60004 - 1 - ig)买来ProteinTech(武汉,中国)。
2.3。组织微阵列
CRC组织微阵列(TMA)部分(猫。HColA160Bc01)获得超越生物技术(上海,中国)。这TMA含有80肿瘤和他们配对paratumor样本。clinic-pathological特性的相关医疗记录为每个样本获得超越生物技术。研究伦理批准TMA临床研究伦理委员会被授予,超越生物技术(上海,中国)。
2.4。免疫组织化学
免疫组织化学染色(包含IHC)上执行的部分按照标准步骤。短暂,TMA deparaffinized在55°C 30分钟,然后用二甲苯三5分钟。部分患者连续洗在100%,90%,70%乙醇分级。氢过氧化物酶(0.3%,ZSGB-Bio,北京)被用来阻断内源性过氧化物酶活动20分钟。然后,部分被EDTA检索。主要的抗体如下:anti-ZEB1(1: 4000稀释,猫。21544 - 1 - ap, ProteinTech)和anti-PD-L1(即食,猫。GT2280通用)。应用部分使用Aperio数字病理幻灯片扫描仪扫描。根据12点进行了半定量的评估标准如前所述,和半定量的结果被定义为免疫反应性得分(IRS) (19]。
2.5。细胞培养和转染
人类CRC细胞系HCT116和SW620购买的注册机(中国南京)。HCT116细胞保持本人的5媒体补充10%胎牛血清(的边后卫)37°C公司为5%2。SW620细胞培养在贝克汉姆的l - 15媒体补充10%的边后卫在37°C公司为5%2。所有与mycoplasma-free细胞实验研究。HCT116、SW620细胞系最近使用短串联重复序列分析验证。
击倒或upregulation ZEB1表达式,CRC细胞培养在6-well盘子到60 - 80%的融合和小干扰RNA转染ZEB1 (siRNA)和超表达载体,在凯基生物合成,使用Lipofectamine 3000试剂(猫。美国L3000015表达载体,CA)根据制造商的指示。ZEB1 siRNAs的顺序如下:siRNA-1: AGGAAGAGGAGGAGGAUAATT, siRNA-2: ACACAUAAGCAGUAAGAAATT siRNA-3: GGCAAAAGAUAGAGAAUAATT。48小时后,CRC细胞提取的总RNA和蛋白质和提交定量实时PCR(存在)和免疫印迹分析检查ZEB1击倒和超表达的效率。
2.6。定量实时聚合酶链反应
HCT116和SW620细胞总RNA是收集的试剂盒试剂(猫。15596026,表达载体、钙、美国)。ZEB1的引物,PD-L1 GAPDH信使rna逆转录合成在注册机(中国南京)。存在使用一步法进行结核病GreenTM PrimeScriptTM rt - pcr工具包II (SYBR绿色)(猫。RR086 B,豆类,京都,日本)。
引物用于基因扩增如下:ZEB1:(向前)CGCTTCTCACACTCTGGGTCTT和(反向)CCTCTTCCTGCTCTGTGCTGTC;PD-L1(前锋):GCCGAAGTCATCTGGACAAGC TGATTCTCAGTGTGCTGGTCAC(反向);GAPDH(前锋):AGATCATCAGCAATGCCTCCT和TGAGTCCTTCCACGATACCAA(反向)。
2.7。免疫印迹分析
CRC转染的细胞在6-well镀板。48小时后,HCT116和SW620细胞的总蛋白是收获用裂解缓冲。然后,进行了sds - page及免疫印迹分析作为标准协议。主要的抗体使用如下:ZEB1(1: 1000稀释,猫。21544 - 1 - ap, ProteinTech),钙粘蛋白(1:1000稀释,猫。20874 - 1 - ap, ProteinTech), N-cadherin(1: 1000稀释,猫。22018 - 1 - ap, ProteinTech), PD-L1(1: 2000稀释,猫,66248 - 1 - ig ProteinTech),和GAPDH(1: 5000稀释,猫,60004 - 1 - ig ProteinTech)。这些蛋白的表达水平在为每个标本GAPDH标准化。
2.8。免疫荧光
蛋白质的亚细胞位置评估使用免疫荧光试验根据标准化的协议(20.]。主要的抗体使用如下:ZEB1(1: 100稀释,猫。21544 - 1 - ap, ProteinTech),钙粘蛋白(1:100稀释,猫。20874 - 1 - ap, ProteinTech), N-cadherin(1: 100稀释,猫。22018 - 1 - ap, ProteinTech),和PD-L1(1: 100稀释,猫,66248 - 1 - ig ProteinTech)。染色细胞荧光显微镜下观察(FV3000,奥林巴斯)。
2.9。CCK-8化验
HCT116、SW620细胞用0.25%胰蛋白酶消化1分钟和resuspended DMEM媒体含有10%的边后卫。悬浮细胞被播种在96孔板的细胞密度调整5×104细胞/毫升(100μ信用证在37°C)和培养一个恒温的孵化器有限公司为5%248小时。每个10μl CCK-8添加,之后的板是孵化器1小时。每个的OD值被标以450海里。
2.10。伤口愈合实验
细胞迁移实验,HCT116 SW620细胞被播种在6-well板块(合演,康宁,纽约)和培养融合的80%。层的细胞受伤的culture-insert与PBS和冲洗,去除细胞碎片。24小时后迁移,细胞被沾0.2%结晶紫在室温下20分钟。图像在* 0 h和24 h后获得迁移使用显微镜(放大:100×,奥林巴斯IX51)。负迁移距离计算的伤口关闭的边缘在0 h和24小时之间。
2.11。Boyden室试验
细胞入侵检测,1×105细胞在无血清培养基补充5毫克/毫升BSA接种到上层的修改Boyden室(8.0 -μ康宁m,猫。3422年,纽约,美国)。Boyden钱伯斯的聚碳酸酯膜涂层与基底膜基质(BD生物科学,新泽西,美国)。24小时后,入侵细胞的低Boyden室固定和沾0.2%结晶紫在室温下为20分钟。染色细胞的照片捕捉到显微镜(放大:200×,奥林巴斯IX51)。
2.12。体内肿瘤发生分析
C57BL / 6小鼠(4 - 5周大)是购自上海SLAC实验动物有限公司有限公司提出的老鼠在SPF-grade实验动物中心,提供免费的食物和水。建立同系的小鼠模型,PD-L1积极MC38小鼠肿瘤细胞(21,22保持在DMEM媒体补充10%的边后卫皮下注入这些雌性老鼠的侧翼(1×107细胞)。肿瘤监测和定期每两到三天用游标卡尺测量。当肿瘤达到100毫米3体积,老鼠被随机分配到两个不同的组(n= 6):汽车集团和Biochanin经处理组。Biochanin溶解在PBS和管理通过腹腔内注射小鼠每天50毫克/公斤。21天,老鼠以0.5%的戊巴比妥钠麻醉方案移除肿瘤和拍摄和加权,和组织提交包含IHC染色。实验动物伦理委员会批准的所有实验都是在南京医科大学附属无锡人民医院。小鼠肿瘤组织生产到4毫米厚formalin-fixed和石蜡包埋的部分。包含IHC随后对这些部分进行。中使用的主要抗体研究如下:anti-ZEB1(1: 500稀释,猫。21544 - 1 - ap, ProteinTech)和anti-PD-L1(1: 100稀释,猫,66248 - 1 - ig ProteinTech)。半定量的评价标准是如前所述。
2.13。统计分析
所有使用SPSS 26.0软件进行统计分析(芝加哥,IL)。大部分的学生的数据进行了分析t以及或Mann-Whitney测试。所有数据都意味着±SDs。两个变量之间的相关分析研究了皮尔森的测试。双面的P值≤0.05被认为是显著标示 ; ; 。
3所示。结果
3.1。时间在CRC的EMT与特征
先前的研究显示,EMT是与PD-L1表达式在临床肺癌组(23]。因此,我们首先研究EMT在CRC的免疫作用的研究。大多数immunostimulators,主要组织相容性复合体(MHC)分子,趋化因子和趋化因子受体高表达在高EMT(图组1(a))。肿瘤纯度,估计分数,免疫分数,和基质的分数计算的估计方法。结果表明,EMT得分呈正相关,估计分数,免疫得分,基质分数但与肿瘤纯度负相关(数据S1 (a)- - - - - -S1 (d))。EMT分数显示是正相关的大多数免疫检查点,包括PD-L1 PD-1, CTLA-4(图1(b))。此外,EMT得分呈正相关最基因标记的免疫细胞(图1(c))。接下来,我们也估计的渗透水平TIICs基于五个独立的算法。EMT得分呈正相关的渗透水平大多数免疫细胞(图1(d))。此外,大多数在抗肿瘤免疫循环步骤的活动增强的高EMT组(图1(e))。总的来说,这些发现表明,EMT在CRC炎症时间显著相关。
3.2。ZEB1呈正相关和监管PD-L1 CRC的表达式
监管机构中EMT过程,ZEB1已经被证明是一个关键调节器PD-L1表达式在肺癌23],乳腺癌[24),胃癌25],弥漫性大B细胞淋巴瘤(26]。因此,我们调查了在CRC ZEB1与PD-L1之间的相关性。首先,在CRC ZEB1是调节组织与paratumor组织(数字2(一)和2(b))和肿瘤分期呈正相关,包括N的阶段,米阶段,TNM临床分期(数字2(c) -2(f))。此外,ZEB1 PD-L1表达呈正相关,揭示了包含IHC染色(数字2(g) -2(h))。接下来,我们调查是否ZEB1监管PD-L1 CRC细胞中表达。siRNAs ZEB1沉默是检查的效率,结果表明,siRNA-2 (ACACAUAAGCAGUAAGAAATT)有一个令人满意的沉默效率hct - 116和SW620细胞(数字S2 (a)和S2 (b))。此外,过度的效率ZEB1向量也验证数据S2 (c)- - - - - -S2 (d))。抑制ZEB1显著下调PD-L1表达式(数字3(一)-3(d)),但ZEB1超表达明显调节PD-L1 hct - 116和SW620细胞(数字3(e) -3(h))。总的来说,这些发现表明,ZEB1可能在CRC PD-L1表达式的关键调节器。
3.3。Biochanin抑制ZEB1表达式和CRC的EMT过程细胞
Biochanin报道作为抑制剂EMT过程(27]。因此,我们检查了药理作用Biochanin ZEB1表达式和CRC的EMT过程细胞。低剂量(20μM和60μ米)Biochanin稍微调节,但高剂量(100μ米)显著地抑制ZEB1表达HCT116细胞(数字4(一)和4(b))。此外,高剂量的Biochanin也下调ZEB1表达SW620细胞(数字4(一)和4(b))。接下来,免疫荧光试验也证明了高剂量的Biochanin下调ZEB1表达式,特别是CRC细胞(核ZEB1表达数据4(c)和4(d))。我们还检查Biochanin对EMT过程的影响。结果展示,Biochanin CRC细胞转变成上皮表型和调节钙粘蛋白但抑制N-cadherin表达式在CRC细胞(数字4(e) -4(h))。总的来说,所有的证据支持,Biochanin抑制ZEB1表达式并封锁了CRC EMT过程。
3.4。Biochanin隐含ZEB1-Mediated CRC细胞的侵犯
我们下一个评估Biochanin在结肠细胞的肿瘤抑制作用。与控制细胞相比,Biochanin经处理的hct - 116和SW620细胞的增殖能力(图展出5(a))。此外,Biochanin治疗显著地抑制CRC细胞的迁徙和侵入性能力(数据5(b) -5(e))。然而,ZEB1过度获救Biochanin A-induced抑制增殖,迁移和入侵(数字5(一)-5(e))。此外,抗肿瘤药效Biochanin体内也被评估。结果表明,Biochanin明显抑制肿瘤生长的MC-38鼠标CRC细胞体内(数字5(f) -5(h))。总的来说,Biochanin显著抑制CRC进展体外和体内通过下调ZEB1表达式,它可以作为一种新型抗肿瘤药物。
3.5。Biochanin隐含ZEB1-Mediated PD-L1表达式
鉴于PD-L1 ZEB1至关重要的监管作用的表达式,我们也检查Biochanin PD-L1上表达的影响。可以预见的是,Biochanin抑制ZEB1和PD-L1过度,和超表达ZEB1很大程度上拯救Biochanin A-induced(数据差别PD-L1对这些6(一)-6(d))。此外,结果也验证了免疫荧光试验(数字6(e) -6(f))。此外,包含IHC小鼠肿瘤组织的分析表明,Biochanin体内抑制ZEB1和PD-L1表达式(数字6(g)和6(h))。总之,Biochanin是一个通过抑制抗肿瘤免疫调制剂ZEB1-mediated PD-L1表达式,从而增加免疫细胞浸润(图6(我))。
4所示。讨论
作为恶性肿瘤的重要特征之一,免疫逃避在肿瘤形成中起着重要作用,发展,和治疗抵抗恶性肿瘤(28]。免疫治疗药物由PD-1 / PD-L1抑制剂已被广泛应用于多种恶性疾病(29日- - - - - -32]。PD-L1可以通过绑定抑制T淋巴细胞的增殖PD-1和减少T淋巴细胞的活性,从而消极调节抗肿瘤免疫反应(33,34]。虽然PD-1 / PD-L1抑制剂的临床应用是有限的,CRC PD-L1的角色在促进发展和免疫逃避CRC不能被忽略的35]。Downregulation PD-L1表达或阻塞PD-L1信号可能会阻止进展和CRC的免疫逃避。例如,PPARγ受体激动剂可以增加PD-L1在转录和蛋白质水平的表达在CRC细胞系和诱导免疫逃避36]。鉴于肿瘤细胞基因表达调控的复杂性和多样性,它是必不可少的进一步研究分子机制PD-L1监管和找到新的干预靶点。
在这个研究中,我们报道了EMT PD-L1表达至关重要。基于生物信息学的分析,我们发现EMT得分呈正相关的表达最重要的免疫调制剂。EMT得分也是正相关的增加渗透TIICs和活跃的癌症免疫周期。此外,我们发现高EMT得分呈正相关,大多数免疫检查点纯度表达与肿瘤呈负相关。先前的研究表明,ZEB1 PD-L1表达式的关键调节器在小组EMT过程中的转录因子在乳腺癌(24]。同样的,我们在CRC ZEB1积极监管PD-L1表达式进行验证。此外,ZEB1之间的正相关和PD-L1临床样本中也观察到。
在过去的几十年里,越来越多的中药已报告对肿瘤抑制功能,这可能为肿瘤治疗[打开小说的见解37,38]。Biochanin是一种oxymethylated异黄酮化合物,广泛存在于一些可食用的植物。现有研究表明,Biochanin有多种药理作用,如抗肿瘤、抗炎、抗菌、降糖、抗氧化剂,和神经保护39]。Biochanin可以诱导S阶段逮捕和肺癌细胞的凋亡40]。此外,Biochanin消极监管肺癌细胞的增殖和迁移通过抑制VEGF / VEGFR2信号通路(41]。此外,Biochanin的抗肿瘤效果也证实在咽鳞状细胞癌(42和乳腺癌43]。所有的证据表明,Biochanin是一个广谱抗肿瘤的候选人。在这个研究中,我们发现Biochanin显著下调ZEB1表达式并封锁了EMT过程。此外,Biochanin抑制增殖、迁移和入侵HCT116和SW620细胞,这可能是被ZEB1拯救过度。鉴于ZEB1的至关重要的作用在调节PD-L1表达式,我们推测Biochanin表达下调可能通过抑制PD-L1 ZEB1表达式。值得注意的是,Biochanin事实上抑制PD-L1表达式,由ZEB1塞入获救。
5。结论
总之,我们报道了EMT过程相关的特征时间在CRC在这个研究。此外,ZEB1 PD-L1表达的一个至关重要的监管机构,药物抑制ZEB1使用Biochanin下调PD-L1体内。总的来说,我们发现,Biochanin负调节是一种很有前途的抗肿瘤候选的EMT过程和PD-L1表达式。
数据可用性
本研究的数据可从相应的作者。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
作者的贡献
徐董华和junie设计研究和参与协调和项目控制。junie徐、杨Xuejing和杰美收集了公共数据并进行了生物信息学分析。junie徐、杨Xuejing Jiadong锅,Honghong风扇,杰美进行体外和体内试验。junie徐、杨Xuejing草案写道。冬华修订后的手稿。徐董华和junie得到财政支持。所有作者进行审核和批准最终的版本。junie徐、杨Xuejing Jiadong锅对这项研究同样起到了推波助澜的作用。
确认
这项工作是支持的顶级医学专家团队2021年太湖人才计划项目盾华和无锡科技基金(没有。徐junie N20202018)。
补充材料
图S1: EMT分数和成绩之间的相关性估计估计算法。(一)EMT分数和免疫分数之间存在正向关系。(b) EMT分数和评估分数之间存在正向关系。(c) EMT得分和基质得分之间存在正向关系。(d)之间的负相关EMT分数和肿瘤的纯度。图S2: ZEB1沉默的效率和超表达CRC细胞。(a, b)的效率ZEB1沉默在CRC细胞评估中存在和免疫印迹。(c, d)的效率ZEB1 CRC细胞过度评估中存在和免疫印迹。(补充材料)