N6-甲基腺苷修饰的KREMEN2促进高级别浆液性卵巢癌的肿瘤发生和恶性进展

N6-Methyladenosine-Modified KREMEN2 Promotes Tumorigenesis and Malignant Progression of High-Grade Serous Ovarian Cancer

作者信息Rui Hou, Yadong Wang, Shiyao Cao, Xinrui Sun, Luo Jiang
PMID38615731
发布时间2024-06
DOI10.1016/j.labinv.2024.102059

实验完整度

包含临床样本验证、体外细胞功能实验、体内动物模型、MeRIP-qPCR和RIP等机制验证,多层级证据链。

主要模型

OVCAR-3细胞系 CAOV-3细胞系 高分级浆液性卵巢癌临床样本 裸鼠皮下移植瘤模型

重点核对

FTO与KREMEN2表达呈显著负相关 FTO过表达降低KREMEN2 mRNA m6A水平并下调其表达 IGF2BP1而非IGF2BP2/3参与FTO介导的KREMEN2 mRNA稳定 KREMEN2过表达促进体内肿瘤生长,敲低抑制肿瘤生长 KREMEN2高表达与FIGO分期及转移显著相关

摘要

High-grade serous ovarian cancer (HGSOC) remains the most lethal female cancer by far. Herein, clinical HGSOC samples had higher N6-methyladenosine (m6A) modification than normal ovarian tissue, and its dysregulation had been reported to drive aberrant transcription and translation programs. However, Kringle-containing transmembrane protein 2 (KREMEN2) and its m6A modification have not been fully elucidated in HGSOC. In this study, the data from the high-throughput messenger RNA (mRNA) sequencing of clinical samples were processed using the weighted correlation network analysis and functional enrichment analysis. Results revealed that KREMEN2 was a driver gene in the tumorigenesis of HGSOC and a potential target of m6A demethylase fat-mass and obesity-associated protein (FTO). KREMEN2 and FTO levels were upregulated and downregulated, respectively, and correlation analysis showed a significant negative correlation in HGSOC samples. Importantly, upregulated KREMEN2 was remarkably associated with lymph node metastasis, distant metastasis, peritoneal metastasis, and high International Federation of Gynecology and Obstetrics stage (Ⅲ/Ⅳ), independent of the age of patients. KREMEN2 promoted the growth of HGSOC in vitro and in vivo, which was dependent on FTO. The methylated RNA immunoprecipitation qPCR and RNA immunoprecipitation assays were performed to verify the m6A level and sites of KREMEN2. FTO overexpression significantly decreased m6A modification in the 3' and 5' untranslated regions of KREMEN2 mRNA and downregulated its expression. In addition, we found that FTO-mediated m6A modification of KREMEN2 mRNA was recognized and stabilized by the m6A reader IGF2BP1 rather than by IGF2BP2 or IGF2BP3. This study highlights the m6A modification of KREMEN2 and extends the importance of RNA epigenetics in HGSOC.

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
KREMEN2及其m6A修饰在高级别浆液性卵巢癌发生和进展中的作用机制。
核心机制
FTO通过去甲基化降低KREMEN2 mRNA的m6A修饰,减少IGF2BP1对其的识别和稳定作用,从而下调KREMEN2表达;在HGSOC中FTO低表达导致KREMEN2高表达,促进肿瘤增殖和进展。
主要证据
临床样本显示KREMEN2高表达并与恶性临床特征相关;体外实验显示KREMEN2促进细胞增殖、抑制凋亡;体内实验显示KREMEN2促进肿瘤生长;MeRIP-qPCR和RIP实验证实FTO调控KREMEN2 m6A修饰,且IGF2BP1参与稳定其mRNA。
研究意义
该研究揭示了m6A修饰在HGSOC中的新层面调控,提示KREMEN2可作为HGSOC的潜在治疗靶点。

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

临床样本转录组测序及WGCNA分析

筛选与HGSOC发生相关的关键模块和驱动基因

对8例HGSOC和7例正常卵巢样本进行RNA-seq,通过WGCNA构建共表达网络,筛选与临床特征相关的模块和驱动基因,并进行GO和KEGG富集分析。

2

公共数据集分析确定FTO靶基因

识别FTO调控的m6A修饰靶基因

利用GSE130350和GSE130349数据集,分析FTO过表达后的差异表达基因和差异m6A修饰转录本,并与WGCNA模块取交集,确定KREMEN2为潜在靶基因。

3

临床样本中KREMEN2表达及临床相关性分析

验证KREMEN2在HGSOC中的表达及其与临床病理特征的相关性

通过RT-qPCR、Western blot和免疫组化检测临床样本中KREMEN2表达,使用χ²检验分析其与临床特征的相关性。

4

体外功能实验

验证KREMEN2对HGSOC细胞增殖和凋亡的影响

构建KREMEN2过表达和敲低的诱导型慢病毒系统,通过WST-1、BrdU、流式细胞术、TUNEL和Western blot检测细胞增殖、细胞周期和凋亡相关标志物。

5

体内移植瘤实验

验证KREMEN2对HGSOC体内肿瘤生长的影响

将转染的OVCAR-3细胞皮下注射到裸鼠,用Dox诱导KREMEN2表达或敲低,测量肿瘤体积,并检测肿瘤组织中KREMEN2及增殖凋亡标志物。

6

FTO调控KREMEN2 m6A修饰及mRNA稳定性验证

验证FTO通过m6A修饰调控KREMEN2表达及稳定性

在OVCAR-3细胞中过表达或敲低FTO,检测KREMEN2 mRNA和蛋白水平,通过MeRIP-qPCR检测m6A水平,通过RIP验证FTO与KREMEN2 mRNA结合,通过放线菌素D实验检测mRNA稳定性。

7

IGF2BP1/2/3在FTO介导的m6A修饰中的作用

确定参与KREMEN2 mRNA稳定性调控的m6A阅读蛋白

在FTO敲低细胞中分别敲低IGF2BP1/2/3,检测KREMEN2表达,以确定其参与。

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
DMEM培养基Servicebio--
RPMI 1640培养基Solarbio--
多柔比星Macklin--
RIPA裂解缓冲液Solarbio--
DAPI染色液Aladdin--
2× Taq PCR预混液Solarbio--
SYBR Green荧光染料Solarbio--
BeyoRT II M-MLV逆转录酶Beyotime Biotechnology--
WST-1细胞增殖与细胞毒性检测试剂盒Beyotime Biotechnology--
细胞周期检测试剂盒Keygene biotech--
MeRIP m6A转录组分析试剂盒Ribobio--
KREMEN2抗体Bioss--
Ki67抗体Affinity Biosciences--
p21抗体Affinity Biosciences--
p21抗体ABclonal--
FTO抗体ABclonal--
BrdU抗体Proteintech--
GAPDH抗体Proteintech--
HRP标记的山羊抗兔IgG抗体Solarbio--
HRP标记的山羊抗小鼠IgG抗体Solarbio--
山羊抗小鼠IgG H&L抗体(FITC)Abcam--
Trizol试剂Beyotime Biotechnology--
SuperScript II逆转录酶Invitrogen--
AMPure XP磁珠----
Illumina Novaseq 600测序仪Illumina--
pLVX-TetOne-Puro载体Hunan Fenghui Biotechnology--
Tet-pLKO-Puro载体Hunan Fenghui Biotechnology--
96孔MicroAmp板Solarbio--
ECL Western blot底物Beyotime Biotechnology--
奥林巴斯显微镜Olympus--
BioTek酶标仪BioTek--
安捷伦流式细胞仪Agilent--
FlowJo软件BD Biosciences--
TRIpure裂解液BioTeke--
DNA酶I----

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
临床样本收集
样本类型(HGSOC与正常卵巢组织)、样本量、临床信息(年龄、FIGO分期、转移情况)
阅读提示:Materials and Methods: Clinical Samples, Cell Lines, and Mice; Supplementary Table S1, S2
细胞培养
细胞系(OVCAR-3和CAOV-3)、培养基种类(DMEM或RPMI-1640)、血清浓度、CO2浓度、温度
阅读提示:Materials and Methods: Clinical Samples, Cell Lines, and Mice
KREMEN2/FTO敲低或过表达
载体(pLVX-TetOne-Puro或Tet-pLKO-Puro)、细胞密度、感染时间、嘌呤霉素浓度和处理时间、Dox浓度和处理时间
阅读提示:Materials and Methods: Vector Construction and Screening of Stable Infected Cell Lines
体外增殖和凋亡检测
细胞接种密度(2×10^3细胞/孔)、Dox处理时间、WST-1孵育时间、BrdU标记时间、TUNEL反应时间
阅读提示:Materials and Methods: Cell Proliferation Assay, TUNEL Staining, Immunofluorescence Staining
体内移植瘤模型
小鼠品系(裸鼠)、年龄(4-6周)、注射细胞数(1×10^5)、Dox浓度(1 mg/mL)和给药时间(3周)
阅读提示:Materials and Methods: Clinical Samples, Cell Lines, and Mice
MeRIP-qPCR
RNA片段化大小(100-150 bp)、抗m6A抗体用量、磁珠类型、孵育时间、洗脱条件、引物序列(针对5'UTR和3'UTR)
阅读提示:Materials and Methods: Methylated RNA Immunoprecipitation qPCR Assays
RIP实验
细胞裂解液成分、抗体(抗FTO或抗IgG)、磁珠结合时间、洗脱条件、蛋白酶K处理时间
阅读提示:Materials and Methods: RNA Immunoprecipitation Assays
mRNA稳定性检测
放线菌素D浓度(5 μg/mL)和处理时间点(0、1、2、3、4小时)
阅读提示:Materials and Methods: Measurement of Messenger RNA Stability