转录的超保守非编码RNA uc.285+通过直接结合mRNA和蛋白质双重靶向CDC42促进结直肠癌增殖

A transcribed ultraconserved noncoding RNA, uc.285+, promotes colorectal cancer proliferation through dual targeting of CDC42 by directly binding mRNA and protein

作者信息Sixian Chen, Qingyun Zhao, Ruirui Zhang, Jungang Liu, Wenyi Peng, Haotian Xu, Xiaofei Li, Xin Wang, Shuilian Wu, Gang Li, Aruo Nan
PMID38552953
发布时间2024-08
DOI10.1016/j.trsl.2024.03.008

实验完整度

包含体外细胞功能实验(增殖、凋亡、迁移、周期)、体内裸鼠移植瘤模型、以及机制验证(RAP、RNA pulldown、RIP、双荧光素酶、mRNA和蛋白稳定性),证据层级独立且完整。

主要模型

结直肠癌细胞系(SW480、HT29、HCT116) 正常结直肠上皮细胞FHC 裸鼠皮下移植瘤模型 结直肠癌患者组织样本

重点核对

T-UCR微阵列筛选及uc.285+在CRC组织中的差异表达验证 siRNA沉默和过表达uc.285+后CRC细胞增殖、凋亡、迁移和周期变化 裸鼠皮下移植瘤模型中uc.285+敲低对肿瘤生长的影响 uc.285+与CDC42 mRNA直接结合的验证(RAP、双荧光素酶报告基因) uc.285+与CDC42蛋白直接结合的验证(RNA pulldown、RIP)

摘要

转录的超保守区域(T-UCR)属于新型lncRNA,在大鼠、小鼠和人类基因组的同源区域中保守。大量研究报道T-UCR的差异表达可影响各种癌症的发展,揭示了T-UCR作为新治疗靶点或潜在癌症生物标志物的能力。大多数关于T-UCR在癌症中分子机制的研究集中于ceRNA调控网络和与靶蛋白的相互作用,但本研究揭示了一种创新的双重靶向调控方法,其中T-UCR直接结合mRNA和直接结合蛋白质。我们通过进行全基因组T-UCR基因微阵列筛选了可能与结直肠癌(CRC)相关的T-UCR,并进一步研究了T-UCR uc.285+在CRC发展中的功能机制。调节uc.285+影响CRC细胞系的增殖并影响CDC42基因的表达。我们还发现uc.285+通过直接结合CDC42 mRNA并增强其稳定性,同时直接结合CDC42蛋白并影响其稳定性,从而促进CRC细胞的增殖。总之,我们对细胞增殖特征的研究发现,uc.285+具有促进CRC增殖的生物学功能。uc.285+可能具有作为CRC新诊断生物标志物的巨大潜力。

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
T-UCR uc.285+在结直肠癌发展中的作用及其分子机制是什么?
核心机制
uc.285+通过直接结合CDC42 mRNA增强其稳定性,并直接结合CDC42蛋白影响其稳定性,从而上调CDC42蛋白表达,加速G0/G1期进程,最终促进结直肠癌细胞增殖。
主要证据
T-UCR微阵列和qPCR显示uc.285+在CRC组织和细胞中高表达;体外功能实验和体内移植瘤模型证实uc.285+促进增殖;RAP、双荧光素酶、RNA pulldown和RIP实验证实uc.285+直接结合CDC42 mRNA和蛋白,并影响其稳定性。
研究意义
uc.285+可能作为结直肠癌的新型诊断生物标志物,并可能成为结直肠癌的治疗靶点。

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

T-UCR表达筛选与临床样本验证

鉴定在结直肠癌中差异表达的T-UCR,并验证候选T-UCR在临床样本中的表达。

对150对CRC和癌旁组织的混合RNA进行T-UCR微阵列分析,筛选差异表达T-UCR;在82对和61对CRC及癌旁组织样本中通过qPCR验证uc.285+表达,并进行ROC曲线和生存分析。

2

体外细胞功能实验

评估uc.285+对结直肠癌细胞增殖、凋亡、迁移和周期的影响。

在SW480、HT29和HCT116细胞中瞬时转染uc.285+ siRNA或过表达质粒,通过CCK-8、EdU、ATP实验检测增殖,流式细胞术检测凋亡和周期,Transwell和细胞划痕实验检测迁移。

3

体内移植瘤模型验证

验证uc.285+在体内对结直肠癌细胞增殖的影响。

构建SW480稳定敲低uc.285+的细胞系,皮下注射至裸鼠,5周后处死并测量肿瘤大小和重量。

4

机制验证:uc.285+与CDC42 mRNA直接结合

验证uc.285+是否直接结合CDC42 mRNA并影响其稳定性。

通过RAP实验验证uc.285+与CDC42 mRNA的直接结合;通过双荧光素酶报告基因验证结合位点;通过ActD处理检测mRNA稳定性。

5

机制验证:uc.285+与CDC42蛋白直接结合

验证uc.285+是否直接结合CDC42蛋白并影响其稳定性。

通过RNA pulldown和质谱分析鉴定uc.285+结合蛋白;通过RIP实验验证uc.285+与CDC42蛋白的直接结合;通过CHX处理检测蛋白稳定性。

6

功能恢复实验

验证CDC42过表达是否能逆转uc.285+沉默引起的细胞增殖抑制和周期阻滞。

在稳定或瞬时沉默uc.285+的SW480和HT29细胞中过表达CDC42,通过CCK-8、EdU和流式细胞术检测细胞活力和周期变化。

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
CCK-8试剂DojindoCK04
EdU检测试剂盒RuiboC10310
Cell Titer-Glo 2.0 细胞活力检测试剂盒Promega--
FITC凋亡检测试剂盒KGIKGA107
流式细胞周期检测试剂盒KGIKGA511
TRIzol试剂Thermo Fisher Scientific15596018
反转录试剂盒PromegaA6001
GoTaq® qPCR试剂盒PromegaA6002
RNA反义纯化试剂盒BersinBioBes5103-3
RNA pull-down试剂盒BersinBio--
双荧光素酶报告基因检测系统PromegaE1901
CDC42抗体Cell Signaling Technology2462
CDC42抗体Signalway Antibody49282
Tubulin抗体AbwayAB0012
Tubulin抗体ServicebioGB11017
增强化学荧光底物GE HealthcareRPN5787
Typhoon FLA 7000成像仪GE Healthcare--
Clinx S6系统Clinx--
riboFECT CP转染试剂盒RuiboC105511
质粒提取试剂盒QIAGEN12145
DMEM:F12培养基ATCC30-2006
RPMI-1640培养基Gibco61870036
M5a培养基Gibco16600082
胎牛血清Gibco1750114
青霉素-链霉素溶液ServicebioG4003
蛋白酶KSangon Biotech--
绿色荧光核酸染料Solarbio--

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
T-UCR表达筛选与临床样本验证
T-UCR微阵列的样本来源和平台;uc.285+ qPCR验证的组织样本配对数量和来源;ROC曲线和生存分析的统计方法
阅读提示:Materials and Methods: Tissue specimens and T-UCR microarray; Results 第一部分; Figure 1 legend
体外细胞功能实验
细胞系和培养条件;siRNA和过表达质粒的转染浓度和效率;CCK-8、EdU、ATP、流式、Transwell和划痕实验的具体参数(细胞密度、孵育时间、染料浓度)
阅读提示:Materials and Methods: Cell culture, Plasmids and primers, Silencing of uc.285+ and transfections, Cell proliferation assay, Flow cytometric CRC cell cycle and apoptosis analysis, Cell migration assay; Results 第二部分; Figure 2 legend
体内移植瘤模型验证
动物品系、周龄、性别和饲养条件;细胞注射数量和部位;肿瘤测量和处死时间
阅读提示:Materials and Methods: Laboratory animals, Colorectal cancer xenografts; Results 第三部分; Figure 3 legend
机制验证:uc.285+与CDC42 mRNA直接结合
RAP实验的细胞数量和交联条件;双荧光素酶报告基因的质粒构建和转染方法;mRNA稳定性实验的ActD浓度和时间点
阅读提示:Materials and Methods: RNA antisense purification, Dual luciferase reporter assay, mRNA stability test; Results 第四部分; Figure 4 legend
机制验证:uc.285+与CDC42蛋白直接结合
RNA pulldown实验的细胞数量和裂解条件;RIP实验的抗体用量和缓冲液条件;蛋白稳定性实验的CHX浓度和时间点
阅读提示:Materials and Methods: RNA pulldown, RNA immunoprecipitation, Protein stability test; Results 第五部分; Figure 5 legend