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.2018年11月14日;37(1):276.
doi:10.1186/s13046-018-0924-y。

启动子高甲基化导致CLDN7下调与人透明细胞肾癌进展和预后不良相关

附属机构

启动子高甲基化导致CLDN7下调与人透明细胞肾癌进展和预后不良相关

李一凡等。 实验临床癌症研究杂志. .

摘要

背景:转移是肾细胞癌(RCC)死亡的主要原因。细胞间黏附丧失,包括紧密连接(TJ)是转移过程中的初始步骤。Claudin-7(CLDN7)是TJ的主要组成部分。然而,肾脏肿瘤发生的临床意义及其调控机制尚不清楚。

方法:从北京大学第一医院泌尿外科获得120份新鲜透明细胞肾细胞癌(ccRCC)标本和144份原发性肾细胞癌及其邻近的非恶性肾石蜡标本。采用生物信息数据挖掘、定量实时PCR(qRT-PCR)、Western blotting和免疫染色等方法检测CLDN7在ccRCC组织和细胞系中的表达。对来自北京大学第一医院和癌症基因组图谱的ccRCC患者中CLDN7表达和启动子DNA甲基化状态的临床意义进行了分析。此外,对CLDN7进行了甲基化特异性PCR、亚硫酸氢盐基因组测序和去甲基化分析。通过MTS试验和EdU掺入试验检测细胞增殖,通过体外伤口愈合试验和跨孔迁移试验检测细胞迁移,通过跨孔侵袭试验检测细胞侵袭,通过流式细胞术检测细胞凋亡,来研究CLDN7的生物学功能。通过小鼠模型实验证实CLDN7对体内肿瘤生长和转移的影响。利用基因富集分析(GSEA)和高通量cDNA测序(RNA-Seq)研究了CLDN7功能的分子机制,并通过qRT-PCR、Western blot和体内外免疫染色进行了验证。

结果:我们的发现表明,CLDN7经常通过其启动子在ccRCC中的超甲基化下调。CLDN7有助于预测ccRCC患者的侵袭性肿瘤状态和不良预后。有趣的是,CLDN7启动子的高甲基化与晚期ccRCC状态和不良预后有关。此外,CLDN7的过度表达在体内外均能诱导细胞凋亡,抑制ccRCC细胞的增殖、迁移和侵袭能力。此外,GSEA和RNA-Seq结果表明,CLDN7在癌相关信号通路和(上皮-间充质转化)EMT相关通路中具有负作用。这些结果通过qRT-PCR、Western blot和免疫染色进行了验证。

结论:我们已经证明了CLDN7作为ccRCC抑制物的先前未描述的作用,并表明CLDN7的缺失会增强EMT和肿瘤进展。CLDN7可能在肿瘤进展中起到功能性抑癌剂的作用,并可能成为ccRCC患者的潜在生物标志物和靶点。

关键词:细胞凋亡;CLDN7;EMT;甲基化;肿瘤抑制因子;ccRCC。

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利益冲突声明

道德批准和参与同意

在涉及人类参与者的研究中执行的所有程序都符合机构和/或国家研究委员会的道德标准以及1964年赫尔辛基宣言及其后来的修正案或类似的道德标准。本研究由北京大学第一医院机构审查委员会批准。经北京大学第一医院审查委员会批准,按照NIH《实验动物护理和使用指南》进行动物实验。

出版同意书

患者/父母/监护人/患者亲属书面同意公布其临床详细信息和/或临床图像。同意书副本可供本杂志编辑审阅。

竞争性利益

作者声明,他们没有相互竞争的利益。

出版商备注

Springer Nature在公布的地图和机构关联中的管辖权主张方面保持中立。

数字

图1
图1
ccRCC患者CLDN7表达下调,与预后不良相关。(A类)微阵列芯片分析显示,CLDN7在北京大学第一医院的6个ccRCC组织和配对的正常肾组织中表达。b正常肾脏和ccRCC组织中CLDN7 mRNA表达的比较。c(c)正常肾脏和非慢性肾细胞癌组织之间CLDN7mRNA表达的比较。d日正常肾脏、ccRCC、chRCC和pRCC组织中CLDN7 mRNA表达的比较。(B类)与正常肾细胞HEK-293相比,ccRCC细胞系中CLDN7 mRNA的相对表达。bCLDN7 mRNA在12对ccRCC组织和邻近正常肾组织中的相对表达。(C类)Western blot显示CLDN7蛋白在RCC细胞系和HEK-293中表达。(D类)免疫组织化学染色分析144例肾细胞癌组织和邻近正常肾组织(组织芯片,总计129例ccRCC,15例非ccRCC和145例正常肾组织)中CLDN7蛋白的表达。免疫染色强度分为无染色、弱染色、中度染色和强染色。(E类)正常肾脏、ccRCC、pRCC和chRCC组织中CLDN7的代表性免疫染色(比例尺,100μm)。(F类)低水平间总生存时间的Kaplan-Meier曲线(n个 = 473)和更高(n个 = 59)来自TCGA的534例ccRCC患者中CLDN7 mRNA表达组。截止值是129个正常肾组织中CLDN7mRNA表达的平均值。(G公司)4个CLDN7蛋白表达组(包括No染色组)无病生存时间的Kaplan-Meier曲线(n个 = 61),弱染色(n个 = 54),中度染色(n个 = 21)和严重污染(n个 = 8) 我们医院的144名RCC患者。以平均值表示的结果±SD来自至少三个独立实验。N.S指不重要。*第页 < 0.05. ** 第页 < 0.01
图2
图2
在ccRCC患者中,CLDN7启动子DNA甲基化与CLDN7低表达相关。(A类)TCGA ccRCC数据集中CLDN7 14甲基化区域和CLDN7 mRNA表达之间的热映射(n个 = 480). 使用UCSC Xena进行分析。(B类)CLDN7甲基化状态与CLDN7 mRNA的负相关()和蛋白质表达(b)肾透明细胞癌(TCGA,临时,n个 = 538)数据集,使用cBioPortal。(C类)与正常肾组织相比,ccRCC组织中CLDN7的8个重要DNA高甲基化启动子区域(cg00072720、cg11941546、cg14034852、cg05490983、cg15298719、cg03186999、cg11408784和cg12805420)。折叠变化(T/N)大于1.30时标记为红色(D类)CLDN7的8个DNA高甲基化启动子区域(cg00072720、cg11941546、cg14034852、cg05490983、cg15298719、cg03186999、cg11408784和cg12805420)与CLDN7 mRNA表达呈负相关。相关系数低于−0.3标记为红色。T表示ccRCC的肿瘤组织,N表示正常肾组织*第页 < 0.05, **第页 < 0.01
图3
图3
启动子高甲基化有助于CLDN7的下调。(A类)肾细胞癌细胞系中CLDN7启动子DNA甲基化状态的MSP分析和CLDN7 mRNA表达的RT-PCR分析。(B类)用5-aza-dC和TSA处理CLDN7启动子,增加Caki-1和A498细胞中CLDN7 mRNA的表达。(C类)ccRCC组织中CLDN7启动子DNA甲基化状态的代表性MSP分析。(D类)两例ccRCC患者CLDN7启动子DNA甲基化状态亚硫酸氢盐基因组测序分析的代表性结果(83号和b第85号)。蓝色(正常)或红色(肿瘤)圆圈中CLDN7启动子的DNA甲基化状态表明DNA甲基化,开圆圈表示DNA甲基化缺失。正常肾组织典型亚硫酸氢盐基因组测序结果(c(c))和ccRCC组织(d日)在83号ccRCC患者中。*表示CpG岛。T为肾细胞癌的肿瘤组织,N为正常肾组织。U型 = 未甲基化,M = 甲基化。5-Aza是指5-Aza-2′-脱氧胞苷。T指曲古菌素A
图4
图4
CLDN7过表达可在体内外抑制肿瘤增殖并诱导肿瘤凋亡。(A类)MTS分析测定Caki-1 CLDN7的细胞增殖()和A498 CLDN7(b)与指定时间的对照细胞进行比较。(B类)a。EDU掺入法检测Caki-1 CLDN7和Caki-1对照细胞的代表性图像。比例尺,100μm(左侧面板)。通过EDU阳性百分比对Caki-1 CLDN7和Caki-1对照细胞的细胞增殖能力进行统计分析(右图)。b。A498细胞中EDU掺入测定的代表性图像。比例尺,100μm。EDU阳性率对A498 CLDN7和A498对照细胞增殖能力的统计分析。(C类)a。流式细胞仪测量的经APC和PI染色的Caki-1 CLDN7和Caki-1对照细胞的代表性图像(左面板)。Caki-1 CLDN7和Caki-1对照细胞早期细胞凋亡的统计分析(右图)。b。流式细胞仪测量的A498 CLDN7和A498对照细胞APC和PI染色的代表性图像(左面板)。Caki-1 CLDN7和Caki-1对照细胞早期细胞凋亡的统计分析(右图)。(D类)小鼠实验。a。20只小鼠和由Caki-1对照细胞和Caki-1 CLDN7细胞在夷平后一个月形成的异种移植物的图像。b。c。Caki-1对照细胞和Caki-1 CLDN7细胞异种移植物生长曲线和肿瘤重量的统计分析。数据表示为平均值±SD来自至少三个独立实验*第页 < 0.05, **第页 < 0.01
图5
图5
CLDN7过表达显著降低了体内外细胞迁移和侵袭能力。(A类)伤口愈合试验。a。左侧面板显示Caki-1 CLDN7和对照细胞在0和12小时的典型伤口图像。比例尺,100μm。对Caki-1 CLDN7和对照组的相对细胞迁移距离进行统计分析(右图)。bA498 CLDN7和对照细胞在0小时和36小时的典型伤口图像。比例尺,100μm(左侧面板)。对A498 CLDN7和对照组的相对细胞迁移距离进行了统计分析(右图)。(B类)Transwell迁移和侵袭试验。Caki-1和A498 CLDN7和对照细胞48小时跨孔迁移分析的代表性图像。比例尺,100μm(顶部)。Caki-1和A498 CLDN7迁移细胞和对照细胞的统计分析(底部)。b。Caki-1和A498 CLDN7和对照细胞72小时跨孔侵袭试验的代表性图像。比例尺,100μm(顶部)。Caki-1和A498 CLDN7浸润细胞和对照细胞的统计分析(底部)。(C类)小鼠转移模型。a。转移灶的典型图像来自移植后20天的Caki-1对照细胞和CLDN7细胞。它由体内成像系统Xenogen IVIS检测。Caki-1 Control-Luc组和Caki-1 CLDN7-Luc组之间肿瘤发光(光子/秒)的统计分析(底部面板)。b肝(顶部)和肺(底部)的代表性图像,其转移病灶来自Caki-1 Control-Luc和CLDN7-Luc细胞(左侧)。右侧面板显示了每只小鼠肝脏和肺部转移结节的统计分析。c(c)肝(顶部)和肺(底部)的代表性HE染色,转移病灶来自Caki-1 Control-Luc和CLDN7-Luc细胞。比例尺,100μm*第页 < 0.05, **第页 < 0.01,学生测试
图6
图6
CLDN7在ccRCC中的抑瘤作用机制。(A类)Caki-1 CLDN7细胞间RNA-Seq差异表达基因的热图表示(n个 = 3) 和Caki-1对照细胞(n = 3). (B类)KEGG途径富集统计。y轴对应于KEGG路径,x轴显示GeneRatio。点的颜色表示已调整第页值(padj),点的大小表示映射到参考路径的差异表达基因的数量。(C类)通过qRT-PCR验证差异表达基因。癌症途径中基因mRNA表达的比较(BCL2级,HIF1A型,语言-1,ITGB-1标准,第21页AR公司)和EMT相关通路中的基因(TGFB1型,E-钙粘蛋白,N-钙粘蛋白,波形蛋白扭转1)在Caki-1 CLDN7细胞和Caki-1对照细胞之间。所有数据均显示为平均值±SD(D类)Western blot分析(左)和统计分析(右)Caki-1和A498细胞中CLDN7、BCL2、cleaved-PARP1和cleaved-Caspase 3的表达,而与对照组相比,CLDN7的过度表达。b.IHC检测Caki-1 CLDN7和对照细胞形成的异种移植物中BCL2、裂解-Caspase 3、Ki-67和CLDN7的表达。比例尺,100μm。(E类)与对照细胞相比,CLDN7过度表达Caki-1和A498细胞中E-cadherin、N-cadherin和Vimentin表达的Western blot分析和统计分析。b由Caki-1 CLDN7和对照细胞形成的异种移植物中E-钙粘蛋白、N-钙粘蛋白、TGFB1和CLDN7的IHC测定。比例尺,100μm。N.S,不显著*第页 < 0.05, **第页 < 0.01,学生测试

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