环状RNA circCORO1C通过调控let-7c-5p/PBX3轴促进喉鳞状细胞癌进展

Circular RNA circCORO1C promotes laryngeal squamous cell carcinoma progression by modulating the let-7c-5p/PBX3 axis

作者信息Yongyan Wu, Yuliang Zhang, Xiwang Zheng, Fengsheng Dai, Yan Lu, Li Dai, Min Niu, Huina Guo, Wenqi Li, Xuting Xue, Yunfeng Bo, Yujia Guo, Jiangbo Qin, Yixiao Qin, Hongliang Liu, Yu Zhang, Tao Yang, Li Li, Linshi Zhang, Rui Hou, Shuxin Wen, Changming An, Huizheng Li, Wei Xu, Wei Gao
PMID32487167
发布时间2020-06
DOI10.1186/s12943-020-01215-4

实验完整度

结合临床组织测序分析、体外细胞功能实验(增殖、迁移、侵袭、凋亡)、体内异种移植瘤模型以及分子机制验证(RIP、荧光素酶、Western blot)等多个证据层级。

主要模型

喉鳞状细胞癌细胞系FD-LSC-1和TU-177 BALB/c裸鼠异种移植瘤模型 喉鳞状细胞癌患者组织样本(含配对癌旁正常黏膜)

重点核对

circCORO1C在LSCC组织和细胞系中的表达水平 si-circCORO1C敲低效率及对细胞增殖、迁移、侵袭和凋亡的影响 circCORO1C与let-7c-5p的直接结合及调控关系 let-7c-5p对靶基因PBX3的调控作用 circCORO1C-let-7c-5p-PBX3轴在体内肿瘤生长中的功能

摘要

背景:喉鳞状细胞癌(LSCC)是头颈部常见的恶性肿瘤。LSCC患者的声音、呼吸和吞咽功能严重受损,预后差。环状RNA(circRNA)在癌症研究中引起了广泛关注。然而,circRNA在LSCC中的表达模式和功能仍 largely unknown。方法:对57对LSCC及配对的癌旁正常黏膜组织进行RNA测序,构建circRNA、miRNA和mRNA表达谱。采用RT-PCR、qPCR、Sanger测序和FISH研究circCORO1C在LSCC组织和细胞中的表达、定位及临床意义。通过RNAi介导的敲低、增殖分析、EdU染色、集落形成实验、Transwell实验和凋亡分析研究circCORO1C在LSCC中的功能。通过荧光素酶实验、RNA免疫沉淀、western blotting和免疫组织化学研究circCORO1C、let-7c-5p和PBX3之间的调控机制。结果:circCORO1C在LSCC组织和细胞中高表达,且其高表达与LSCC的恶性进展和不良预后密切相关。敲低circCORO1C抑制了LSCC细胞的增殖、迁移、侵袭和体内肿瘤形成。机制研究表明,circCORO1C竞争性结合let-7c-5p,阻止其降低PBX3水平,从而促进上皮-间质转化,最终促进LSCC的恶性进展。结论:circCORO1C在LSCC进展中具有致癌作用,可能作为LSCC治疗的新靶点。circCORO1C表达有潜力作为LSCC检测的新型诊断和预后生物标志物。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
circCORO1C在喉鳞状细胞癌中的表达、功能及分子机制是什么?
核心机制
circCORO1C作为竞争性内源RNA海绵吸附let-7c-5p,解除let-7c-5p对PBX3的抑制作用,促进EMT,从而促进LSCC的恶性进展。
主要证据
circCORO1C在LSCC组织和细胞中高表达,敲低circCORO1C抑制细胞增殖、迁移、侵袭和体内肿瘤生长;RIP、RNA pull-down和荧光素酶报告实验证实circCORO1C与let-7c-5p结合,let-7c-5p靶向PBX3;过表达PBX3可逆转circCORO1C敲低效应。
研究意义
circCORO1C可能作为LSCC的新靶点和诊断、预后生物标志物。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

转录组测序筛选差异circRNA

鉴定LSCC中异常表达的circRNA。

对57对LSCC及配对癌旁正常黏膜组织进行circRNA测序,筛选出上调的circRNAs,并通过RT-PCR和Sanger验证。

2

circCORO1C表达和稳定性验证

验证circCORO1C在LSCC中的表达特征。

通过qPCR检测circCORO1C在LSCC组织及细胞系中的表达;通过RNase R处理和放线菌素D实验验证其稳定性。

3

体外功能实验

研究circCORO1C对LSCC细胞增殖、迁移、侵袭和凋亡的影响。

用siRNA敲低circCORO1C后,通过CCK-8、EdU染色、集落形成、Transwell和流式凋亡实验检测细胞功能。

4

分子机制验证

验证circCORO1C作为miRNA海绵与let-7c-5p的相互作用。

通过RIP、荧光素酶报告基因实验和qPCR验证circCORO1C与let-7c-5p的结合及调控关系。

5

let-7c-5p功能及靶标验证

探索let-7c-5p在LSCC中的作用并验证其靶基因。

使用miRNA mimics或inhibitor调控let-7c-5p水平,检测其对细胞功能的影响,并通过荧光素酶实验验证其直接靶向PBX3 3'UTR。

6

回补与表型恢复实验

证明circCORO1C通过let-7c-5p/PBX3轴发挥功能。

在敲低circCORO1C的基础上同时使用let-7c-5p inhibitor或过表达PBX3,观察对细胞恶性表型的影响。

7

体内异种移植瘤模型

验证circCORO1C在体内的促肿瘤作用。

将稳定敲低circCORO1C的FD-LSC-1细胞皮下注射到裸鼠,测量肿瘤体积和重量,并对肿瘤组织进行IHC和qPCR检测。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
BEGM™支气管上皮细胞生长培养基Lonza--
DMEM培养基----
MEM培养基----
胎牛血清Biological Industries--
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
Trizol试剂Invitrogen--
PARIS试剂盒ThermoFisher Scientific--
基因组DNA提取试剂盒TIANGEN Biotech--
Bioanalyzer 2100生物分析仪Agilent--
Illumina HiSeq 4000测序仪Illumina--
Illumina HiSeq 2000测序仪Illumina--
HiScript II 一链cDNA合成试剂盒Vazyme--
All-in-One™ miRNA一链cDNA合成试剂盒GeneCopoeia--
ChamQ SYBR qPCR预混液Vazyme--
ABI Stepone Plus实时荧光定量PCR仪Applied Biosystems--
RNase RGeneseed Biotech--
RNeasy MinElute回收试剂盒Qiagen--
100 bp DNA分子量标准TransGen Biotech--
Azure C600成像仪Azure Biosystems--
FISH试剂盒RiboBio--
Leica TCS SP8共聚焦激光扫描显微镜Leica Microsystems--
p3×FLAG-CMV-10载体Sigma-Aldrich--
pLKO.1载体----
psiCHECK-2载体Promega--
针对circCORO1C的siRNA #1GenePharma--
针对circCORO1C的siRNA #2GenePharma--
let-7c-5p模拟物GenePharma--
let-7c-5p抑制剂GenePharma--
阴性对照抑制剂GenePharma--
聚凝胺----
嘌呤霉素Santa Cruz Biotechnology--
TransDetect CCK试剂TransGen Biotech--
Spectra Max i3x多功能酶标仪Molecular Devices--
EdU试剂RiboBio--
Hoechst 33342染料----
ImageXpress高内涵筛选系统Molecular Devices--
基质胶BD Biosciences--
死细胞凋亡检测试剂盒ThermoFisher Scientific--
Alexa Fluor 488 膜联蛋白V----
碘化丙啶----
NovoCyte流式细胞仪ACEA Biosciences--
Magna RIP RNA结合蛋白免疫沉淀试剂盒Millipore--
AGO2抗体CST2897
RIPA裂解液----
Coomassie (Bradford) 蛋白质定量试剂盒ThermoFisher Scientific--
PVDF膜Millipore--
PBX3抗体Proteintech12571-1-AP
E-cadherin抗体CST3195S
N-cadherin抗体CST13116S
Vimentin抗体CST5741S
Slug抗体Santa Cruz Biotechnologysc-166476
GAPDH抗体TransGen BiotechHC301-02
Western Bright ECL HRP底物Advansta Inc.--
BALB/C裸鼠Beijing Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd.--
DAB显色剂----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
circCORO1C表达和临床相关性分析
qPCR验证的组织样本数量(107对),TNM分期标准(AJCC第8版),统计方法(Pearson相关,Kaplan-Meier生存分析)
阅读提示:Methods 'LSCC patient tissue' 和 'RNA and genomic DNA (gDNA) extraction',Figure legends 1g–k
体外功能实验(敲低circCORO1C)
转染的siRNA序列和浓度,CCK-8细胞接种数(3×10^3),EdU处理浓度(50 μM)和时间(2h),Transwell细胞数(迁移4×10^4,侵袭1×10^5),凋亡检测方法(Annexin V/PI)
阅读提示:Methods 'siRNAs, miRNA mimics, and inhibitor', 'CCK8 assay', '5-Ethynyl-2'-deoxyuridine (EdU) staining', 'Transwell migration and invasion assays', 'Apoptosis analysis'
机制验证(circCORO1C/let-7c-5p/PBX3)
RIP实验使用的AGO2抗体,荧光素酶报告载体的构建(野生型和突变型),细胞共转染条件(HEK293T)
阅读提示:Methods 'RNA immunoprecipitation (RIP)', 'Luciferase reporter assay', 'Plasmid construction and cell transfection'
体内异种移植实验
动物品系、性别、周龄(BALB/C裸鼠 6-8周龄),注射细胞数(2×10^6),肿瘤测量时间(每3天),处死时间(25天),每组样本量(n=6),统计方法
阅读提示:Methods 'Xenograft tumorigenesis',Figure legends 8a–b