五分的SCI什么样？| SLFN5在乳腺癌中调控可逆的上皮间质转化

1. 引言

乳腺癌(breast cancer，BRCA) 严重威胁女性健康的最常见的恶性肿瘤，转移是BRCA患者死亡的主要原因。据报道，人Schlafen 5 (SLFN5)可以抑制或促进肿瘤细胞的侵袭，这主要取决于其来源。然而，它在SLFN5在BRCA中的作用尚不明确。

2020年6月3日，来自中国上海市分子影像学重点实验室的吕昌莲团队在British Journal of Cancer杂志上发表了题为Human Schlafen 5 regulates reversible epithelial and mesenchymal transitions in breast cancer by suppression of ZEB1 transcription的研究性论文，发现SLFN5调节可逆的上皮间质转化，并通过抑制ZEB1转录抑制BRCA转移，提示SLFN5可能是BRCA治疗的潜在靶点。

2. 方法

1) 细胞培养: 人BRCA细胞系MCF7、MDA-MB-231、T47D、BT549、MDA-MB-453, BT-474和ZR-75-1细胞系

2) 癌症基因组图谱（The Cancer Genome Atlas，TCGA）的BRCA数据分析

3) 人SLFN5/ZEB1过表达和敲低的慢病毒构建

4) 乳腺癌组织免疫印迹和H&E染色、WB分析、实时荧光定量PCR、免疫荧光

5) 体外迁移侵袭、体内鸡胚绒毛尿囊膜侵袭

6) 荧光素酶报告基因检测、ChIP-Seq分析

3. 结果

1）SLFN5表达水平：TCGA、临床样本和人BRCA细胞系中SLFN5变化

首先，为了研究SLFN5在BRCA中的作用，研究者下载了经处理的TCGA乳腺癌FPKM基因表达矩阵以及840名BRCA患者和113名正常人的临床资料。BRCA病例分为三组：原发性未转移412例、淋巴转移406例、远处转移22例。通过差异表达分析来确定每个BRCA组中正常对照和局部原发肿瘤组织中的SLFN5 RNA水平。与正常对照组相比，BRCA肿瘤组织中SLFN5水平显著降低，肿瘤组织中SLFN5的RNA表达随转移而降低。

其次，收集临床手术中局部原发性BRCA样本，免疫染色法检测SLFN5蛋白水平。与相邻正常乳腺组织相比，SLFN5蛋白水平在各亚型原发性未转移BRCA肿瘤组织中显著降低，在有远处转移的局部原发性BRCA样本中进一步降低。 

最后，研究者在不同形态和转移能力的不同亚型的BRCA细胞系中进一步检测了SLFN5的表达：MCF7和T47D (luminal A，无转移)，MDA-MB- 231和BT549(三阴性，高转移)，MDA-MB-453 (HER2+，高转移)，BT-474 (luminal B，无转移)，ZR- 75-1 (luminal B，高转移)。结果与TCGA和临床BRCA样本一致，WB和实时PCR结果显示未转移BRCA细胞系呈现高水平的上皮钙粘蛋白(E-cad)和SLFN5表达，而高转移BRCA细胞系的表达水平低。间充质标记物vimentin在转移的BRCA细胞系高表达，这进一步验证了上述结果。 

结论：SLFN5表达与BRCA转移呈负相关

2） 细胞表型：敲低SLFN5诱导，过表达 SLFN5对上皮间质转化的调控

为了研究SLFN5在BRCA中的作用，研究者用编码SLFN5 shRNA的慢病毒感染MCF7和T47D细胞。与对照组相比，表现出鹅卵石上皮、散在的纺锤状间叶形态。与形态学变化一致的是，敲低SLFN5导致上皮标记物E-cad和ZO-1减少，而间质标记物vimentin和N-cadherin (N-cad)增加。免疫荧光也证实了同样的结果。 

为了研究敲低SLFN5是否能在功能上增强上皮间充质转化，研究者对MCF7和T47D细胞进行了体外Transwell迁移和侵袭实验。SLFN5的细胞迁移和侵袭能力明显增强。接下来，研究者使用人SLFN5进行挽救实验，因为小鼠SLFN5与人类的同源性只有59%。结果显示，转染SLFN5挽救了SLFN5基因敲除，导致Ecadherin和vimentin改变。 

为了进一步研究SLFN5在BRCA细胞上皮间充质转化中的作用，研究者在MDA-MB-231和BT549细胞中过表达SLFN5。SLFN5过表达后，观察到细胞从间叶细胞样形态转变成鹅卵石状上皮形态。与之相对应，过表达SLFN5导致MDA-MB-231和BT549细胞的vimentin降低，E-cad升高。

此外，体外Transwell迁移/侵袭实验、体内体内鸡胚绒毛尿囊膜侵袭实验显示SLFN5过表达显著抑制了BRCA细胞的迁移和侵袭。接下来，研究者将SLFN5 shRNA转染到过表达SLFN5的稳定细胞系中进行挽救实验，结果显示SLFN5 shRNA转染显著降低了SLFN5过表达对ecadherin和vimentin表达的影响。 

结论：敲低SLFN5可诱导上皮样BRCA细胞发生上皮间充质转化，过表达SLFN5导致间叶样BRCA细胞发生间充质上皮转化。

3）机制探讨：ZEB1是SLFN5调控EMT的中介子

SNAI1、SNAI2、ZEB1、ZEB2、TWIST1和TWIST2是参与不同类型癌症EMT的关键转录因子，有助于增强肿瘤细胞迁移、侵袭和转移。研究者在SLFN5敲低的MCF7细胞以及SLFN5过表达MDA-MB-231细胞中检测了这些转录因子。在mRNA和蛋白水平，敲低SLFN5可显著提高ZEB1的表达，而过表达SLFN5可显著降低ZEB1表达。且ZEB1敲低明显逆转了SLFN5敲低诱导的表型，在过表达SLFN5的MDA-MB-231细胞中过表达ZEB1可显著逆转SLFN5介导的间充质上皮转化。

另外，为了进一步研究两者之间的关系，研究者检测了临床BRCA样本中SLFN5和ZEB1的表达，发现在每个BRCA亚型中均呈现相反趋势，即未转移癌组织中ZEB1水平较正常组织升高，且在有远处转移的局部BRCA组织中进一步升高，与SLFN5在BRCA中的表达模式相反。 

为进一步确定SLFN5是否能够转录调控ZEB1的表达，研究者使用了荧光素酶报告基因方法确定了SLFN5可以作为转录因子指导ZEB1的转录。ChIP-Seq确定了一个ZEB1启动子上的潜在结合位点。通过构建携带完整野生型5′-TCCCCTCA-3′和突变型5′-CTTTTCTG-3′结合位点的ZEB1荧光素酶报告载体，发现SLFN5能够调节完整野生型报告载体中的荧光素酶活性，不调节突变型载体上荧光素酶的活性。

这说明SLFN5可以通过结合ZEB1启动子的序列5 -TCCCCTCA-3转录调控ZEB1。由于SLFN5结构的C端包含一些潜在的转录调控相关序列或区域，研究者发现C端缺失突变体不能调控ZEB1启动子活性。 

结论：SLFN5通过结合ZEB1启动子区域的特定位点来抑制ZEB1基因的转录

4. 研究思路 

看完是不是觉得科研思路更加清晰了呢！一篇5分的SCI到此就完美收官了，我们下次再见……

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