ARHGAP21在非小细胞肺癌中通过失活WNT信号通路抑制EMT转化过程

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背景与目的RhoGTPases家族是调控细胞骨架的关键因子之一。RhoGTPases家族蛋白受到多种因素的调控,其中Rho GTPase激活蛋白21(ARHGAP21)是这些因子之一。有研究报道,ARHGAP21参与细胞粘附、迁移、高尔基调控和细胞运输等过程。然而ARHGAP21在非小细胞肺癌中未有报道。本研究意在明确ARHGAP21在非小细胞肺癌中的表达及作用,为非小细胞肺癌的诊疗提供新的靶点。研究方法1.探究ARHGAP21在非小细胞肺癌中的表达情况(1)基于TCGA、CPTAC数据库,分析ARHGAP21在癌和癌旁组织中的表达情况;(2)使用免疫组化检测组织芯片中癌组织和癌旁组织ARHGAP21的表达情况;(3)使用Western blot检测非小细胞肺癌细胞系及永生化正常支气管上皮细胞中ARHGAP21的表达情况;2.探究ARHGAP21表达与非小细胞肺癌患者预后的关系(1)基于Kmplotter肺癌患者生存数据库,分析ARHGAP21表达与患者预后关系;(2)根据免疫组化评分,分析组织芯片中ARHGAP21表达与患者预后的关系;3.探究ARHGAP21在非小细胞肺癌细胞体内外迁移能力的作用(1)ARHGAP21敲低细胞系,及敲低效率验证;(2)Transwell实验验证ARHGAP21对细胞体外迁移能力的作用;(3)划痕愈合实验验证ARHGAP21对细胞体外迁移能力的作用;(4)裸鼠肺转移模型验证ARHGAP21对细胞体内转移能力的作用;4.生物信息学预测ARHGAP21的作用机制(1)基于GEPIA、TCGA数据寻找与ARHGAP21表达相关的分子;(2)使用KEGG、String数据库分析ARHGAP21可能参与的细胞功能过程及信号通路;5.细胞生物学实验验证ARHGAP21的作用机制(1)qPCR实验验证ARHGAP21对破坏复合体分子mRNA水平的影响;(2)Western blot实验验证ARHGAP21对破坏复合体分子蛋白水平的影响;(3)泛素化水平检测实验验证ARHGAP21通过调节破坏复合体分子表达,促进β-catenin泛素化降解。研究结果1.对TCGA、CPTAC数据库、临床样本以及7株细胞系的分析表明,与正常组织相比,NSCLC组织中ARHGAP21表达下调;2.组织芯片免疫组化评分结合临床参数分析表明,ARHGAP21低表达与预后不良相关;3.细胞生物学功能实验表明,敲低ARHGAP21可促进非小细胞肺癌细胞在体内外迁移;4.生物信息学分析表明,APC与ARHGAP21表达高度相关。且ARHGAP21相关蛋白广泛参与WNT信号通路;5.分子机制表明下调ARHGAP21通过激活WNT信号通路,促进非小细胞肺癌细胞的EMT过程,从而促进肿瘤进展。结论ARHGAP21在非小细胞肺癌中下调,是患者预后的危险因素;ARHGAP21下调导致WNT信号通路激活,促进非小细胞肺癌细胞转移。
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