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中华胃食管反流病电子杂志 ›› 2025, Vol. 12 ›› Issue (01) : 22 -32. doi: 10.3877/cma.j.issn.2095-8765.2025.01.004

论著

IGF2BP3表达下调在结肠癌细胞衰老中的意义及其调控机制研究
王峰, 张城榕, 刘婷婷, 李涛, 庞思思()   
  1. 830000 乌鲁木齐,新疆自治区人民医院日间病房
  • 收稿日期:2025-01-05 出版日期:2025-02-15
  • 通信作者: 庞思思
  • 基金资助:
    新疆维吾尔自治区自然科学基金面上项目(2022D01C141)

The significance and regulatory mechanism of IGF2BP3 down-regulation in colon cancer cell senescence

Feng Wang, Chengrong Zhang, Tingting Liu, Tao Li, Sisi Pang()   

  1. Day Ward of Xinjiang Autonomous Region People’s Hospital, Urumqi 830000, China
  • Received:2025-01-05 Published:2025-02-15
  • Corresponding author: Sisi Pang
引用本文:

王峰, 张城榕, 刘婷婷, 李涛, 庞思思. IGF2BP3表达下调在结肠癌细胞衰老中的意义及其调控机制研究[J/OL]. 中华胃食管反流病电子杂志, 2025, 12(01): 22-32.

Feng Wang, Chengrong Zhang, Tingting Liu, Tao Li, Sisi Pang. The significance and regulatory mechanism of IGF2BP3 down-regulation in colon cancer cell senescence[J/OL]. Chinese Journal of Gastroesophageal Reflux Disease(Electronic Edition), 2025, 12(01): 22-32.

目的

探讨胰岛素样生长因子2 mRNA结合蛋白3(IGF2BP3)表达下调对结肠癌细胞衰老的意义和调控机制。

方法

收集2022年1月至2024年12月在新疆自治区人民医院胃肠外科就诊的结肠癌患者的癌组织标本50例,同时收集癌旁组织标本50例,每组筛选5例标本进行转录组测序,筛选差异表达基因和蛋白。在培养箱内对结肠癌细胞HCT116细胞孵育及传代,分为对照组(不做任何处理)、IGF2BP3干扰组、IGF2BP3干扰空载组3组,HCT116细胞进行IGF2BP3干扰质粒及空载转染,转染后通过Trenswell检测观察HCT116细胞的侵袭能力,流式细胞术进行活性氧表达水平的检测,酶联免疫吸附分析法检测细胞上清中趋化因子(C-X-C基序)配体8(CXCR8)、转化生长因子-β(TGF-β)、白细胞介素(IL)-17、IL-6、人可溶性细胞间粘附因子1(siCAM-1)的含量,透射电镜观察不同组细胞形态变化,实时定量聚合酶链式反应和Western blot法检各组中IGF2BP3的基因和蛋白表达量,免疫组化检测结肠癌组织和癌旁组织中IGF2BP3的表达量。多组之间的比较采用单因素方差分析,组间两两比较采用非配对t检验。

结果

与癌旁组织相比,肿瘤组织中差异表达基因有821个,其中上调基因有485个,下调基因有336个。上调表达显著性最高的5个基因分别是SIM2ANKRD18EPIGKV1D-8MMP3CYP24A1;下调表达显著性最高的5个基因分别是CMAHPLINC02490G6PC1PTPRQLGSN。生物学过程分析显示这些差异表达基因主要在细胞过程、生物调节、代谢过程、细胞部分、膜、细胞器、细胞部分、细胞器、膜、细胞器部分、膜部分、含蛋白质复合物、细胞外区域部分、细胞外区域等发挥作用。KEGG通路聚类疾病类型主要聚在内分泌代谢疾病、癌性疾病、免疫性疾病、消化系统、免疫系统、内分泌系统、细胞生长与死亡、脂质代谢、复制和修复等通路。细胞实验结果显示,与对照组相比,在IGF2BP3干扰组细胞侵袭能力显著降低(P<0.01),活性氧水平升高,CXCR8、TGF-β、IL-17、IL-6、siCAM-1含量明显降低(P均<0.05),IGF2BP3基因和蛋白表达量明显降低(P<0.01)。

结论

结肠癌组织表达的基因富集在DNA复制、细胞周期、神经活性配体-受体相互作用、类风湿性关节炎、Wnt信号通路和IGF2BP3基因的相互作用可能通过调控细胞衰老导致结肠癌肿瘤微环境的变化,促进结肠癌的发生和发展。

Objective

To explore the significance and regulatory mechanism of insulin-like growth factor 2 mRNA-binding protein 3 (IGF2BP3) expression in the senescence of colon cancer cells..

Methods

In order to facilitate comprehensive research, it is imperative to procure 50 tissue specimens from patients suffering from colon cancer, who have been attended to within our gastroenterology department between January 2022 and December 2024. Concomitantly, an equivalent number of contiguous tissue samples should be gathered.Subsequently, a subset consisting of 5 samples from each category should be earmarked for transcriptome sequencing, aimed at the identification and screening of differentially expressed genes and their corresponding proteins. HCT116 cells were incubated and passaged in an incubator, and HCT116 cell suspension was prepared for transfection. After transfection,they were divided into three groups:control group (without any treatment), IGF2BP3 interference group, and IGF2BP3 interference empty group. Cell migration assay (Trenswell) was used to detect the invasion ability of HCT116 cells, Detection of reactive oxygen species (ROS) expression levels using flow cytometry, ELISA was used to detect the content of CXCR8, transforming grouth factor-β(TGF-β), IL-17, IL-6, and soluble intercellular adhesion molecule siCAM-1 in the cell supernatant,transmission electron microscopy was used to observe the morphological changes of different groups of cells, RT-PCR and WB were used to detect the gene and protein expression levels of IGF2BP3 in each group, and immunohistochemistry was used to detect the expression of IGF2BP3 in colon cancer tissue and adjacent tissues. Expression level.

Results

Compared with the adjacent tissues,there were 821 differentially expressed genes in the cancer tissue group,including 485 up-regulated genes and 336 down regulated genes.The five genes with the highest significant upregulation were SIM2 ANKRD18EP, IGKV1D-8, MMP3, CYP24A1, The 5 genes with the highest significant downregulation of expression are CMAHP LINC02490, G6PC1, PTPRQ, LGSN. Biological process analysis shows that these differentially expressed genes mainly function in cellular processes, biological regulation, metabolic processes, cell parts, membranes, organelles, cell parts, organelles, membranes, organelle parts, membrane parts, protein-containing complexes, extracellular region parts, and extracellular regions. KEGG pathway analysis mainly clusters the disease types in endocrine and metabolic diseases, cancer diseases, immune diseases, digestive system, immune system, endocrine system, cell growth and death, lipid metabolism, replication and repair, and other pathways. The cell experiment results showed that compared with the control group,the invasion ability of cells in the IGF2BP3 interference group was significantly reduced (P<0.01), the levels of reactive oxygen species were significantly elevated, the contents of CXCR8, TGF-β, IL-17, IL-6, and siCAM-1 were significantly reduced (all P<0.05), and the expression levels of IGF2BP3 gene and protein were significantly reduced (P<0.01).

Conclusion

The genes expressed in colon cancer tissues are enriched in DNA replication, cell cycle,neuroactive ligand receptor interactions, rheumatoid arthritis, and Wnt signaling pathways. The interaction between these signaling pathways and IGF2BP3 gene may regulate cellular aging, leading to changes in the tumor micro environment of colon cancer and promoting its occurrence and development.

图1 结肠癌组织与癌旁组织差异基因表达火山图。横坐标为基因/转录本在2组别间表达差异的倍数变化值,即处理组的表达量除以对照组的表达量得到的数值(FC);纵坐标为基因/转录本表达量变化差异的统计学检验值,即调整P值。P值越小则表达差异越显著,横纵坐标的数值均进行了对数化处理。图中每个点代表一个特定的基因/转录本,默认红色点表示显著上调(up)的基因/转录本,蓝色点表示显著下调(down)的基因/转录本,灰色点为非显著差异(nosig)基因/转录本。将所有基因/转录本映射上去之后,可以获知,在左边的点为表达差异下调的基因/转录本,右边的点为表达差异上调的基因/转录本,越靠两边和上边的点表达差异越显著
表1 结肠癌组织与癌旁组织差异表达基因
图2 结肠癌旁组织与癌组织二级基因本体论(GO)条目中差异表达基因注释结果的统计注:横坐标是基因数量(Number of genes),纵坐标是GO条目(GO term);biological process是生物学过程,molecular function是分子功能,cellular component是细胞组分
图3 结肠癌旁组织与癌组织京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集结果注:横坐标为KEGG代谢通路(KEGG pathways)的二级分类,纵坐标为注释到该通路下的基因数目(Number of genes),图例为KEGG代谢通路的一级分类。KEGG代谢通路可分为7大类:代谢(Metabolism),遗传信息处理(Genetic Information Processing),环境信息处理(Environmental Information Processing),细胞过程(Cellular Processes),生物体系统(Organismal Systems),人类疾病(Human Diseases)
图4 结肠癌组织(图a)和癌旁组织(图b)免疫组化染色结果:癌结肠组织IGF2BP3基因表达水平高于癌旁组织(图c,P<0.001)
图5 结肠癌各组样本中IGF2BP蛋白表达水平;图a为各组中IFGF2BP3蛋白表达条带图;图b为各组中IFGF2BP3蛋白表达灰度值统计分析注:与对照组比较,***P<0.001;与IGF2BP3组比较,###P<0.001
图6  IGF2BP3调控HCT116细胞的侵袭图;图a为对照组;图b为IGF2BP3干扰组;图c为IGF2BP3干扰空载组;图d为细胞侵袭统计分析结果注:与对照组比较,*P<0.05;与IGF2BP3 interference组比较,##P<0.01
图7 人结肠癌HCT116细胞各组活性氧水平。图a为对照组;图b为IGF2BP3干扰组;图c为IGF2BP3干扰空载组;图d为组合峰图
图8 人结肠癌HCT116细胞各组电镜实验结果图。图a为对照组;图b为IGF2BP3干扰组;图c为IGF2BP3干扰组空载组注:红色↑是细胞膜,黄色↑是细胞核,蓝色↑是线粒体,紫色↑为空泡
图9 酶联免疫吸附实验结果图。图a~e分别为3组间CXCR8、TGF-β、IL-17、IL-6、siCAM-1表达水平比较(F=61.46、30.02、25.55、26.32、19.48,P<0.001、<0.001、=0.001、=0.001、=0.002)注:CXCR8为趋化因子配体8,TGF-β为转化生长因子,IL为白细胞介素,siCAM为可溶性细胞粘附因子;与对照组比较,差异具有统计学意义(**P<0.01、***P<0.001、*P<0.05)
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