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高尔基运输1A蛋白促进甲状腺癌细胞的增殖和转移.pdf

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1、第 45卷 第1期2024 年 1月Vol.45 No.1January 2024中山大学学报(医学科学版)JOURNAL OF SUN YATSEN UNIVERSITY(MEDICAL SCIENCES)高尔基运输1A蛋白促进甲状腺癌细胞的增殖和转移柯淑红1,徐朱俊2,周杨1,郑承红1(1.武汉市第一医院内分泌科,湖北 武汉 430030;2.武汉市第一医院肿瘤科,湖北 武汉 430030)摘要:【目的】探讨高尔基运输1A蛋白(GOLT1A)在甲状腺癌细胞中的表达水平及其对甲状腺癌细胞增殖、迁移、侵袭和上皮-间充质转化(EMT)的影响。【方法】利用在线数据库肿瘤免疫评估资源(TIMER)、

2、阿拉巴马大学伯明翰分校癌症数据分析(UALCAN)和表达谱交互分析2(GEPIA2)在线分析GOLT1A在甲状腺癌织中的表达。采用实时荧光定量PCR方法和Western blot检测人甲状腺癌细胞中GOLT1A的表达水平,CCK-8实验、集落形成实验和Transwell实验检测GOLT1A表达对人甲状腺癌细胞增殖、迁移和侵袭能力的影响,Western blot检测EMT相关基因E-钙黏蛋白(E-cadherin)、波形蛋白(vimentin)和N-钙黏蛋白(N-cadherin)表达的影响。【结果】TIMER、UALCAN及GEPIA2在线数据库分析显示,与甲状腺癌癌旁正常组织相比,GOLT1

3、A在甲状腺癌组织中表达升高;qPCR和Western blot结果显示,与正常对照细胞相比,GOLT1A在甲状腺癌细胞系中的表达显著上调。敲低人甲状腺乳头状癌细胞TCP1细胞GOLT1A表达后,抑制细胞增殖、细胞迁移侵袭。敲低GOLT1A后TCP1细胞E-cadherin表达升高,N-cadherin和vimentin表达降低。过表达人甲状腺乳头状癌细胞BCPAP细胞GOLT1A,促进细胞增殖、迁移和侵袭。过表达GOLT1A后BCPAP细胞E-cadherin表达降低,N-cadherin和vimentin表达增加。【结论】GOLT1A在甲状腺癌中高表达,可促进甲状腺癌细胞的增殖、迁移和侵袭。

4、关键词:甲状腺癌;高尔基运输1A蛋白;增殖;迁移;侵袭中图分类号:R736.1;R329.28;R730.21 文献标志码:A 文章编号:1672-3554(2024)01-0069-07DOI:10.13471/ki.j.sun.yat-sen.univ(med.sci).20240004.009Golgi Transport 1A Promotes Cell Proliferation and Metastasis of Papillary Thyroid CarcinomaKE Shuhong1,XU Zhujun2,ZHOU Yang1,ZHENG Chenghong1(1.Depar

5、tment of Endocrinology,Wuhan No.1 Hospital,Wuhan 430030,China;2.Department of Oncology,Wuhan No.1 Hospital,Wuhan 430030,China)Correspondence to:ZHENG Chenghong;E-mail:Abstract:【Objective】To investigate the expression level of Golgi transport 1A(GOLT1A)in thyroid carcinoma and its effects on the prol

6、iferation,migration,invasion,and epithelial-mesenchymal transition(EMT)of thyroid carcinoma cells.【Methods】The expression of GOLT1A in thyroid carcinoma was analyzed online by tumor immune estimation resource(TIMER),the University of Alabama at Birmingham cancer data analysis portal(UALCAN),gene exp

7、ression profiling interactive analysis 2(GEPIA2).The expression level of GOLT1A in thyroid carcinoma cells was detected by real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction(RTFQ-PCR)and western blot.Cell counting kit-8(CCK-8)assay,colony formation assay,and transwell assay were used to d

8、etect the effects of GOLT1A expression on the proliferation,migration,and invasion of thyroid carcinoma cells.Western blot assay was used to detect the effect of GOLT1A on 基础研究 收稿日期:2023-08-26 录用日期:2023-11-27基金项目:湖北省自然科学基金(2011CDB300)作者简介:柯淑红,第一作者,主治医师,研究方向:甲状腺肿瘤及代谢综合征发病机制,E-mail:;郑承红,通信作者,E-mail:第4

9、5卷中山大学学报(医学科学版)the expression of EMT-related genes including E-cadherin,vimentin,and N-cadherin.【Results】The online analysis of GEPIA2,TIMER,and UALCAN showed that the expression of GOLT1A was higher in thyroid carcinoma than in normal tissues,and the expression of GOLT1A in thyroid carcinoma cells

10、was significantly higher than in normal control cells.Knockdown of GOLT1A inhibited TPC1 cell proliferation,migration,and invasion.The expression of E-cadherin increased and the expressions of N-cadherin and vimentin decreased in GOLT1A knockdown TPC1 cells.Overexpression of GOLT1A promoted BCPAP ce

11、ll proliferation,migration,and invasion.The expression of E-cadherin decreased and the expressions of N-cadherin and vimentin increased in GOLT1A overexpression BCPAP cells.【Conclusion】GOLT1A is highly expressed in thyroid carcinoma and can promote the proliferation,migration,and invasion of thyroid

12、 carcinoma cells.Key words:thyroid carcinoma;Golgi transport 1A;proliferation;migration;invasionJ SUN Yatsen Univ(Med Sci),2024,45(1):69-75甲状腺癌(thyroid cancer,TC)是最常见的内分泌系统肿瘤1,近年来甲状腺癌发病率呈逐年上升趋势,引发广泛关注2。分化型甲状腺癌早期诊断及手术配合放化疗预后较好3,但未分化型甲状腺癌恶性程度高,易早期转移,患者预后差4。因此,研究甲状腺癌发生发展的分子机制,对于甲状腺癌患者诊断、治疗、改善预后及降低死亡率均有

13、重要意义。高尔基体运输 1A 蛋白(Golgi transport 1A,GOLT1A)是一种进化保守的蛋白质,包含四个跨膜结构域5。GOLT1A可调节乳腺癌细胞对他莫昔芬的敏感性5。近年来研究表明 GOLT1A 在肺癌中高表达,下调 GOLT1A 可诱导肺癌细胞周期停滞,抑制肺癌细胞增殖6。然而GOLT1A在甲状腺癌中的作用及其机制目前尚不清楚。本研究旨在探讨GOLT1A在甲状腺癌中的调控作用及机制。1 材料与方法1.1材 料1.1.1 细胞 人正常甲状腺细胞 Nthy-ori3-1、人甲状腺乳头状癌细胞TPC1、BCPAP购自中国科学院上海生命科学研究院细胞库。1.1.2 试剂 RPMI

14、1640培养基购自北京索莱宝科技有限公司,胎牛血清购自浙江天杭生物科技股份有限公司,TRIzol试剂盒、脂质体转染试剂LipofectamineTM 2000购自美国Invitrogen公司,反转录和实时荧光定量PCR(real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction,RTFQ-PCR)试剂盒购自日本Takara公司,兔抗人GOLT1A抗体、E-钙黏蛋白抗体(E-cadherin)、N-钙黏蛋白抗体(N-cadherin)、波形蛋白抗体(Vimentin)和 GAPDH 抗体购自美国Abcam公司,RIPA裂解液和BCA

15、蛋白检测试剂盒购自江苏碧云天生物技术有限公司,CCK-8 试剂盒购自南京建成生物工程研究所,Transwell小室购自美国Corning公司,Matrigel基质胶购自美国BD公司。1.2方 法1.2.1细胞培养及转染将人甲状腺乳头状癌TPC1、BCPAP细胞放在RPMI 1640培养基中,并在37、体积分数5%CO2恒温培养箱中培养。取出对数生长期的TPC-1细胞,以1105个/孔的密度接种于六孔板中,并按照 LipofectamineTM2000 转染试剂盒说明书进行转染7。将处理后的细胞分为si-GOLT1A组和si-NC组。1.2.2 数据库在线分析 应用肿瘤免疫评估资源(tumor

16、immune estimation resource,TIMER)(https:/cistrome.shinyapps.io/timer/)、基因表达谱交互分析2(gene expression profiling interactive analysis 2,GEPIA2)(gepia2.cancer-)、阿拉巴马大学伯明翰分校癌症数据分析(the University of Alabama at Birmingham cancer data analysis portal,UALCAN)(http:/ualcan.path.uab.edu)在线分析GOLT1A在甲状腺癌组织中的表达情况。1

17、.2.3 RNA 提取、逆转录及 RTFQ-PCR 实验 先采用Trizol试剂按说明书提取细胞总RNA,再通过反转录试剂盒将总RNA反转录为cDNA。引物序列:GOLT1A 上游引物:5-GGCCTGTCCCTCATCATT-3,下 游 引 物:5-TTTGTGCCGTTGGAAGAAGAA-3,GAPDH上游引物:5-GGATTTGGTCGTATTGGGCG-3,下游引物:5-CGGTGC70第1期柯淑红,等.高尔基运输1A蛋白促进甲状腺癌细胞的增殖和转移CATGGAATTTGCC-3。1.2.4CCK-8 实验检测细胞增殖将转染好 si-GOLT1A或si-NC的TPC-1细胞按2103

18、个/孔的密度接种在96孔板中,分别在培养24、48、72 h时,每孔加入10 L CCK-8试剂,并在37、5%CO2培养箱中再孵育2 h,最后,酶标仪测定不同时间段中各孔细胞在450 nm处的光密度(optical density,OD)值7。1.2.5 克隆形成实验检测细胞增殖能力 取指数生长期细胞,2.5 g/L胰酶消化,制成细胞悬液。按照每孔含500个细胞接种2 mL细胞悬液到6孔板中,置于 37、5%CO2恒温培养箱中培养2周。甲醛固定10 min后,用0.5%结晶紫染色液染色15 min,用PBS清洗3次。6孔板置于显微镜下拍照。1.2.6 Transwell实验检测细胞迁移侵袭能

19、力 向24 孔 板 中 加 入 含 有 10%血 清 的 1640 培 养 基600 L,其内放置Transwell(8 m)小室。将不同处理下甲状腺癌细胞(2.0104个/孔)加入到小室内,放置在37、5%CO2恒温培养箱中培养24 h。用棉签去掉上室内面细胞,用 40 g/L 多聚甲醛固定30 min,并用0.5%结晶紫染色液染色15 min,最后PBS清洗3次。在显微镜下,每个孔随机挑选5个视野拍照,分别计数后并求出平均值进行比较。细胞侵袭实验:将20 L Matrigel基质胶涂在Transwell小室内侧,待基质胶凝固,余处理步骤与细胞迁移实验类似,用以检测不同处理下甲状腺癌细胞的侵

20、袭能力7。1.2.7Western blot检测细胞转染48 h后,用PBS冲洗细胞3次,并加入RIPA蛋白裂解液,采用BCA法测定蛋白质含量。将转有蛋白的PVDF膜置于5%脱脂奶粉室温中振荡封闭1 h,TBST缓冲液清洗后,加入一抗GOLT1A(1:1 000)、E-cadherin(1:1 000)、N-cadherin(1:1 000)、vimentin(1:1 000)、GAPDH(1:1 000)4 孵育过夜。第二天加入二抗室温孵育2 h,用电化学发光法显色及凝胶成像系统扫描分析。1.2.8统计学处理采用 SPSS 21.0 和 GraphPad Prism 6 软件进行统计分析和制

21、图,计量资料以x s表示,两组间比较,符合正态分布且方差齐性的数据,采用t检验(方差不齐时用校正t检验);多组间比较采用单因素方差分析,并采用bonferroni法进行两两比较;多组间不同时间点比较采用重复测量方差分析。P0.05为差异有统计学意义。2 结 果2.1GOLT1A在甲状腺癌组织和细胞系中的表达TIMER、GEPIA2 及 UALCAN 数据库在线分析显示,在甲状腺癌中,与癌旁正常组织相比,GOLT1A 在 甲 状 腺 癌 组 织 中 的 表 达 明 显 升 高(4.1360.423 比 1.0820.258,t=14.585,P0.001;4.1710.389 比 0.8570.

22、214,t=16.664,P0.001;24.9015.878 比 0.9970.002,t=101.5,P0.001;图1A 1C)。RTFQ-PCR 检测 3组 GOLT1A比较,经方差分析,3组间差异有统计学意义(F=118.918,P0.001),采用 bonferroni 法作两两比较,与正常人甲状腺细胞Nthy-ori3-1相比,GOLT1A在人甲状腺乳头状癌 TPC1、BCPAP 中的表达水平显著升高(6.0000.400、4.8000.600 比 0.9800.010,P0.001;图 1D)。Western blot 检测 3 组 GOLT1A 比较,经方差分析,3 组间差异

23、有统计学意义(F=36.545,P0.001),采用 bonferroni 法作两两比较,与正常人甲状腺细胞Nthy-ori3-1相比,GOLT1A在人甲状腺乳头状癌TPC1、BCPAP中的表达水平显著 升 高(3.0000.300 比 0.9800.100,P=0.001;2.7000.450比0.9800.100,P=0.002;图1E)。2.2敲低GOLT1A表达对人甲状腺乳头状癌细胞增殖、迁移及侵袭的影响Western blot检测显示,与si-NC组相比,转染si-GOLT1A 组 TPC1 细胞 GOLT1A 表达显著降低(0.3640.091 比 0.9800.010,t=11.

24、654,P=0.006 7;图 2A)。CCK-8 实 验 检 测 结 果 显 示,转 染 si-GOLT1A后TPC1细胞在24、48、72 h的细胞增殖能力显著降低(F=20 747.702,P0.001),且两组 OD值变化趋势差异有统计学意义(F=4 270.081,P0.001;图2B)。克隆形成实验检测结果显示,转染 si-GOLT1A 后 TPC1 细胞增殖能力显著降低(537比18221,t=9.932,P=0.005 1;图2C)。Transwell 实验结果显示,与 si-NC 组相比,si-GOLT1A组 TPC1 细 胞 迁 移 侵 袭 显 著 降 低(297 比991

25、,t=17.146,P=0.002 8;115 比 689,t=9.589,P=0.002 0;图2D,E)。2.3 过表达GOLT1A对人甲状腺乳头状癌细胞增殖、迁移及侵袭的影响Western blot 检测显示,与 NC 组相比,转染71第45卷中山大学学报(医学科学版)pcDNA-GOLT1A组BCPAP细胞GOLT1A表达显著增 加(1.9100.240 比 0.9800.010,t=-6.706,P=0.021;图3A)。CCK-8实验检测结果显示,过表达GOLT1A组BCPAP细胞在24、48、72 h的细胞增殖能力显著增加(F=3 719.732,P0.001),且两组OD值变化

26、趋势差异有统计学意义(F=262.358,P0.001;图3B)。克隆形成实验检测结果显示,过表达 GOLT1A 组 BCPAP 细 胞 增 殖 能 力 显 著 增 加(25727 比 14017,t=-6.351,P=0.005 5;图 3C)。Transwell 实验结果显示,与 NC 组相比,过表达GOLT1A 组 BCPAP 细胞迁移侵袭增强(16813 比866,t=-9.920,P=0.002 8;12514比545,t=-8.272,P=0.007 0;图3D,E)。2.4 GOLT1A表达改变对人甲状腺乳头状癌细胞上 皮-间 充 质 转 化(epithelial-mesench

27、ymal transition,EMT)的影响 Western blot实验结果显示,与si-NC组相比,转染 si-GOLT1A 的 TPC1 细胞,E-cadherin 蛋白表达水平显著升高(1.8300.167 比 1.0000.056,t=-8.162,P=0.007 9),而 N-cadherin 和 vimentin 蛋白表 达 明 显 降 低(0.5000.056 比 0.9970.055,t=10.983,P=0.000 4;0.4090.056 比 0.9970.055,t=15.419,P=0.000 3;图4A)。过表达GOLT1 A的BCPAP 细胞,E-cadheri

28、n 蛋白表达显著降低(0.4320.114 比 0.9970.035,t=8.381,P=0.010 5),而 N-cadherin 和 vimentin 蛋 白 表 达 明 显 升 高(1.646A:TIMER database showed the expression of GOLT1A in thyroid cancer and adjacent normal tissues from red box;*P0.001,compared with control.Data are shown as meanSD.B:Expression of GOLT1A in thyroid canc

29、er(THCA)shown in GEPIA2 database;T:Tumor;N:Normal;*P0.001,compared with control.Data are shown as meanSD,n=337,n(T)=512.C:UALCAN database showed the expression of GOLT1A in thyroid cancer,*P0.001,compared with control.Data are shown as meanSD,n(N)=59,n(T)=505.D:RTFQ-PCR was used to detect the expres

30、sion of GOLT1A in TPC1,BCPAP and Nthy-ori3-1 cell.*P0.001,compared with Nthy-ori3-1.Data are shown as meanSD,n=3.E:Western blot was used to detect the expression of GOLT1A in TPC1,BCPAP and Nthy-ori3-1 cell.*P0.001,compared with Nthy-ori3-1.Data are shown as meanSD,n=3.图1GOLT1A在甲状腺癌组织和细胞中的表达Fig.1The

31、 relative expression of GOLT1A in thyroid cancer tissues and cell lines72第1期柯淑红,等.高尔基运输1A蛋白促进甲状腺癌细胞的增殖和转移0.167 比 0.9970.016,t=-6.702,P=0.020 6;1.4170.125比0.9970.016,t=-5.809,P=0.027 9;图4B)。3 讨 论近年来,甲状腺癌在实体恶性肿瘤中发病率不断升高8-10。甲状腺癌是一种由电离辐射、遗传基因易感性、激素水平异常、碘摄取异常和肥胖等多因素引起的复杂性疾病11。尽管分化型甲状腺癌一般预后较好,但是未分化型甲状腺癌则

32、具有较强的侵袭性容易发生远处转移,其复发率较高,目前属于预后较差的甲状腺癌分型。因此,探讨甲状腺癌发生的分子机制,进一步寻找其早期标志物及治疗靶点对明确疾病的诊断和分型、寻找更加有效的治疗手段和改善患者的临床预后具有重要的意义。有研究报道,高尔基体相关基因是多种肿瘤的标志物12-13。高尔基体磷蛋白3(Golgi phosphoprotein-3,GOLPH3)在非小细胞肺癌患者中高表达,并有促进肿瘤生成和转移的作用14。高尔基体磷蛋白2(Golgi phosphoprotein-2,GOLPH2)高表达与肝癌的临床分期呈正相关关系15。最近研究还发现,GOLT1A与乳腺癌内分泌耐药机制有关5

33、。此外,GOLT1A通过对细胞周期的调节影响肺癌细胞的增殖,肺癌中高表达GOLT1A则提示恶性程度增高及预后不良6。在本研究中,我们利用多个肿瘤数据库对GOLT1A在甲状腺癌和正常甲状腺组织的表达进行了对比分析,结果发现GOLT1A在甲状腺癌组织及细胞系中表达明显上调,表明其可能与肿瘤的发生、发展具有密切联系。我们进一步通过细胞功能实验发现,GOLT1A高表达可以显著促进甲状腺癌细胞增殖、迁移及侵袭能力。肿瘤细胞上皮-间充质转化(epithelia-mesenchymal transition,EMT)是恶性肿瘤发生侵袭和转移的关键原因。有研究表明EMT与甲状腺滤泡癌和甲状腺乳头状癌进展为低分

34、化甲状腺癌有关16。EMT 过程中,癌细胞中 E-cadherin 和细胞角蛋白转为表达纤维粘连蛋白、vimentin或N-cadherin,从而促进肿瘤细胞的侵袭及转移。目前,GOLT1A对A:The relative expression of GOLT1A in the TPC1 cells was detected by Western blot after knocking down GOLT1A;B,C:CCK-8 and colony formation assays were used to detect the proliferation ability of TPC1 ce

35、lls after GOLT1A knockdown(50);D,E:Transwell assays were used to detect the migration and invasion of TPC1 cells after GOLT1A knockdown(400).*P0.01,compared with si-NC.Data are shown as meanSD,n=3.图2敲低GOLT1A表达对TPC1细胞增殖,迁移和侵袭能力的影响Fig.2Effects of GOLT1A knockdown on the proliferation,migration,and inv

36、asion of TPC1 cells73第45卷中山大学学报(医学科学版)A:The relative expression of GOLT1A in the BCPAP cells was detected by Western blot after overexpression of GOLT1A;B,C:CCK-8 and colony formation assays were used to detect the proliferation ability of BCPAP cells after overexpression of GOLT1A(50);D,E:Transwell

37、 assays were used to detect the migration and invasion of BCPAP cells after overexpression of GOLT1A(400).*P0.01,compared with NC.Data are shown as meanSD,n=3.图3过表达GOLT1A表达对BCPAP细胞增殖,迁移和侵袭能力的影响Fig.3Effects of GOLT1A overexpression on the proliferation,migration,and invasion of BCPAP cellA:Western bl

38、ot assay showed the protein level of N-cadherin,E-cadherin and vimentin after inhibition of GOLT1A expression in TPC1 cells;B:Western blot assay showed the protein level of N-cadherin,E-cadherin and vimentin after overexpression of GOLT1A in BCPAP cells.#P0.01,compared with si-NC.2)*0.05,compared wi

39、th NC.Data are shown as meanSD,n=3.图4GOLT1A表达改变对TPC1和BCPAP细胞EMT相关蛋白的影响Fig.4Effects of the change of GOLT1A expression on EMT-related proteins in TPC1 and BCPAP cells74第1期柯淑红,等.高尔基运输1A蛋白促进甲状腺癌细胞的增殖和转移肿瘤细胞EMT的影响报道很少,我们敲低TPC1细胞 GOLT1A 表达后,细胞 E-cadherin 的表达增高,N-cadherin、vimentin 的 表 达 下 降,而 过 表 达GOLT1A则

40、结果相反,表明GOLT1A可促进甲状腺癌细胞EMT的发生。综上所述,GOLT1A在甲状腺癌组织及细胞系中表达显著上调,并可以促进甲状腺癌细胞增殖、迁移和侵袭。本研究为甲状腺癌的发生、发展机制研究提供新的思路。参考文献1 Chen DW,Haymart MR.Disparities research in thyroid cancer:challenges and strategies for improvement J.Thyroid,2020,30(9):1231-12352 Bray F,Ferlay J,Soerjomataram I,et al.Global cancer statis

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43、et al.Lidocaine inhibits the proliferation of lung cancer by regulating the expression of GOLT1A J.Cell Prolif,2017,50(5):e12364.7 柯淑红,孔彩霞,徐瑶,等.circ-0092315 通过调控微小RNA1256/高迁移率族蛋白A2促进甲状腺乳头状癌细胞的增殖和侵袭 J.中国医学科学院学报,2023,45(1):16-21Ke SH,Kong CX,Xu Y,et al.circ_0092315 Promotes Proliferation and Invasion

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