大家好，我是文献菌，今天来跟随文献君一起继续学习三元交互套路：分子 分子 通路。这次要拆解的是一篇5 的胰腺导管腺癌研究，接下来就让我们一起看看吧~
本文于2022年7月发表在Molecular Carcinogenesis homepage杂志上，标题《HIF-1α-regulated stanniocalcin-1 mediates gemcitabine resistance in pancreatic ductal adenocarcinoma via PI3K/AKT signaling pathway》，影响因子5.139分，中科院2区。研究的是HIF-1α介导的STC1通过PI3K/AKT信号通路调控胰腺导管腺癌（PDAC）吉西他滨(GEM)耐药。
疾病：胰腺导管腺癌（PDAC）
表型：耐药、增殖
主变量：STC1
效应变量：HIF-1α、PI3K/AKT信号通路
机制模式：
直接机制：无
间接机制：HIF-1α介导的STC1通过PI3K/AKT信号通路调控胰腺导管腺癌吉西他滨耐药
套路格式：分子 分子 通路的三元间接作用
研究模型：
细胞模型：胰腺癌细胞系：
a. AsPC-1细胞和PANC-1细胞；
b. 耐药细胞,从AsPC-1细胞和PANC-1细胞构建而得
动物模型：
a. 裸鼠皮下移植模型：AsPC-1细胞在裸鼠中建立了皮下移植肿瘤模型
在【胰腺癌细胞系】中，【HIF-1α】介导主变量【STC1】通过效应变量【PI3K/AKT】途径调控【吉西他滨耐药】。
因果逻辑（1）：主变量【STC1】受效应变量【STC1】调控
因果逻辑（2）：效应变量【HIF-1α】介导主变量【STC1】调控【吉西他滨耐药】表型
因果逻辑（3）：效应变量【HIF-1α】介导主变量【STC1】通过【PI3K/AKT】途径调控【吉西他滨耐药】
知识背景
胰腺导管腺癌（PDAC）是世界上最致命的恶性肿瘤，5年生存率低于10%，分别在中国和美国癌症相关死亡中排名第六和第四。目前，吉西他滨是胰腺癌患者使用最广泛的化疗药物。不幸的是，许多患者在治疗期间迅速对吉西他滨产生化疗耐药性，导致其预后没有显着改善。因此，探讨吉西他滨耐药性对PDAC患者治疗的发生机制具有重要意义。
PDAC之所以对吉西他滨反应不佳，部分原因是它具有特殊的肿瘤微环境，缺氧环境在其恶性行为中起重要作用。HIF-1α已被证明在PDAC中具有升高的表达水平并促进肿瘤细胞的恶性表型，HIF-1α信号通路的激活与胰腺癌的化学耐药性密切相关。
研究表明HIF-1α是肿瘤厌氧条件下诱导STC1表达的关键因子。STC1在乳腺癌、肝癌、结肠癌等肿瘤中高表达，通过激活Notch、JNK/c-Jun和PI3K/AKT信号通路，促进细胞增殖、侵袭和迁移能力，阻止细胞凋亡。然而，没有关于STC1与PDAC化疗耐药关系的文献报道。
数据解读
Fig 1. STC1 is overexpressed in PDAC and related to gemcitabine resistance
图1. STC1在PDAC中过表达且与GEM耐药性有关。
【细胞】细胞水平、耐药表型、主变量表达差异
A：在GEM敏感PDX模型和GEM耐药PDX模型中检测STC12表达，发现在GEM耐药PDX中STC1的mRNA水平显着升高；（细胞水平、耐药表型）
B-C：检测GEM耐药MIA PaCa-1细胞和正常MIA PaCa-1细胞中的STC2 mRNA、蛋白水平，发现在GEM耐药MIA PaCa-1细胞中STC1表达明显增加；（细胞水平，主变量表达差异）
D-F：查询GEO数据集和TCGA数据集中的STC1表达水平，发现与正常组织相比，STC1在PDAC肿瘤中的表达水平升高。（生信分析，主变量表达差异）
结论：STC1在PDAC中过表达，且与吉西他滨耐药性有关。
Fig 2. Gemcitabine stimulation induces the expression of STC1
图2. GEM刺激诱导STC1表达。
【细胞 生信】细胞水平，主变量表达差异
A-B：在AsPC-1细胞或PANC-1细胞中，检测不同GEM浓度的STC1 mRNA水平，发现随着GEM浓度的升高，STC1表达逐渐升高；（细胞水平，主变量表达差异）
C-D：当用1μM/LGEM处理AsPC-1细胞或PANC-1细胞时，发现STC1表达随着GEM刺激时间的延长而增加；（细胞水平，主变量表达差异）
E：在AsPC-1细胞中，不同GEM浓度的HIF-1α mRNA表达水平，发现随着GEM浓度的升高，HIF-1α表达逐渐升高；（细胞水平）
F：当用1μM/LGEM处理AsPC-1细胞时，发现HIF-1α表达随着GEM刺激时间的延长而增加；（细胞水平）
G：用不同GEM浓度处理的PANC-1细胞，采用WB检测STC1和HIF-1α的蛋白质水平，发现浓度越高，STC1和HIF-1α表达增加；（细胞水平）
H：HIF-1α在TCGA数据集中的mRNA水平升高；（生信分析）
I：在TCGA数据集中，STC1和HIF-1α呈正相关。（生信分析，STC1和HIF-1α正相关）
结论：吉西他滨刺激诱导STC1表达。
Fig 3. Gemcitabine exerts stimulating effect on STC1 through HIF-1α
图3. 吉西他滨通过HIF-1α对STC1发挥刺激作用。
【细胞 分子】HIF-1α调控STC1
A：qPCR验证AsPC-1细胞中HIF-1α的敲低效果；（反向操作，细胞水平）
B：在AsPC-1细胞中，添加MGEM促进STC1的表达可以明显被沉默HIF-1α所回复（反反反，调控论证）
C：WB检测AsPC-1细胞中，沉默HIF-1α，可以降低STC1的蛋白水平（反向操作，调控论证，细胞水平）
D：qPCR检测AsPC-1细胞中不同GEM浓度的STC1和HIF-1α mRNA水平，发现GEM可以以梯度依赖性的方式促进HIF-1α和STC1的表达；（细胞水平）
E：qPCR检测在HIF-1α敲低后，AsPC-1细胞中不同浓度的吉西他滨的STC1和HIF-1α mRNA水平，发现STC1表达下降；（分子机制，反向操作，HIF-1α调控STC1）
F-H：不同浓度氯化钴2下HIF-1α的mRNA和蛋白水平，发现随着浓度的增加，HIF-1α蛋白表达增加；（细胞水平）
G-I：不同浓度氯化钴2下的STC1 mRNA水平，发现STC1 mRNA水平随着HIF-1α蛋白的增加而升高；(分子机制，正向操作，HIF-1α调控STC1）
结论：吉西他滨刺激可以通过上调转录因子HIF-1α来提升STC1基因表达。
Fig 4. STC1 promotes the proliferation and increases chemoresistance of PDAC cells in vitro and in vivo
图4. STC1促进PDAC细胞在体外和体内的增殖并增加耐药性。
【细胞、动物】耐药表型、增殖表型
A：研究STC1对胰腺癌细胞增殖的影响，发现AsPC-1和PANC-1细胞在STC1敲低后表现出较低的增殖速率；（细胞水平，反向操作，增殖表型）
B：研究STC1对胰腺癌细胞增殖的影响，发现在STC1过表达后表现出较高的增殖速率；（细胞水平，正向操作，增殖表型）
C：不同浓度的GEM对siNC和siSTC1转染细胞的抑制率，发现用siSTC1转染的AsPC-1和PANC-1细胞对GEM的敏感性比转染siNC的细胞高得多；（细胞水平，反向操作，耐药表型）
D：不同浓度的GEM对空载体和STC1OE转染细胞的抑制率，发现过表达STC1的细胞对GEM表现出很大的药物抗性；（细胞水平，正向操作，耐药表型）
E-G：siNC和siSTC1注射荷瘤小鼠的肿瘤图像和肿瘤生长曲线，发现沉默STC1组对肿瘤的生长有明显的抑制作用；（动物水平，反向操作，增殖表型）
结论：STC1促进肿瘤生长并导致体外和体内吉西他滨耐药。
Fig 5. STC1 exerts its functions by activating PI3K/AKT and NF-κB signaling pathway
图5. STC1通过激活PI3K/AKT和NF-κB信号通路发挥其功能。
【细胞】STC1调控PI3K/AKT通路，耐药表型
A：WB检测STC1敲低或过表达后总PI3K，磷酸化PI3K，总AKT，磷酸化AKT，总NF-kB，磷酸化NF-kB和STC1的水平，发现敲低后，全体蛋白表达下降，过表达则相反；（细胞水平，一正一反操作，STC1调控PI3K/AKT通路）
B：WB检测加入STC1重组蛋白后总PI3K、磷酸化PI1K、总AKT、磷酸化AKT、总NF-kB、磷酸化NF-kB和STC1的水平，发现整体蛋白表达水平与加入STC1重组蛋白浓度呈正比；（细胞水平，正向操作，STC1调控PI3K/AKT通路）
C-D：采用PI3K抑制剂（LY294002）处理用GEM处理后的空载体或STC1OE（STC1过表达）转染的AsPC-1细胞的抑制率，发现PI3K抑制剂可以逆转AsPC-1和PANC-1细胞中STC1OE引起的耐药性增加；（细胞水平，正正反，耐药表型）
结论：STC1通过激活PI3K/AKT信号通路来调节GEM抗性。
Fig 6. Clinical relevance and prognosis value of STC1
图6. STC1的临床相关性及预后价值。
【生信】生信分析
A：TCGA数据集和GSE1数据集中STC71729低/高表达组的KM存活曲线，发现STC1表达水平与患者生存时间之间没有显著相关性；（生信分析）
B：GSE1、E-MTAB-85926、PACA-AU和PACA-CA数据集中STC6134低/高表达组的KM存活曲线，发现较高的STC1表达与更差的患者生存时间相关；（生信分析）
C：肿瘤组织和邻近正常组织的导管区域图像和相应的放大图像；(生信分析)
D：STC1在肿瘤组织和相应正常组织中的表达，发现胰腺癌组织中STC1的表达水平升高；(生信分析)
E：STC1低/高表达组在所有患者中的KM生存曲线，发现STC1表达与患者的总生存期无关；（生信分析）
F：接受吉西他滨治疗术后STC1低/高表达组的KM生存曲线，发现STC1表达与吉西他滨治疗组的生存率显著相关；（生信分析）
G：STC1低/高表达组患者术后未接受吉西他滨治疗的KM生存曲线，发现STC1表达与非吉西他滨治疗组与生存率无关；（生信分析）
结论：STC1在肿瘤组织中的表达升高，并与接受吉西他滨治疗的患者的预后相关。
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