RBFOX2调控胰腺癌转移相关的选择性剪接特征

RBFOX2 modulates a metastatic signature of alternative splicing in pancreatic cancer

作者信息Amina Jbara, Kuan-Ting Lin, Chani Stossel, Zahava Siegfried, Haya Shqerat, Adi Amar-Schwartz, Ela Elyada, Maxim Mogilevsky, Maria Raitses-Gurevich, Jared L Johnson, Tomer M Yaron, Ofek Ovadia, Gun Ho Jang, Miri Danan-Gotthold, Lewis C Cantley, Erez Y Levanon, Steven Gallinger, Adrian R Krainer, Talia Golan, Rotem Karni
PMID36949200
期刊Nature
发布时间2023-05
DOI10.1038/s41586-023-05820-3

实验完整度

包含患者样本RNA-seq数据分析、PDX模型、细胞系体外功能实验(迁移、克隆形成)、体内转移模型、机制验证(剪接分析、RHO通路抑制剂)等多层级证据。

主要模型

PDX来源的转移性细胞系X50和X139 原发性PDA细胞系BxPC3和X252 NOD-SCID小鼠肺转移模型 PDA患者样本队列

重点核对

RBFOX2过表达或敲除的细胞系(X50、BxPC3) 体内转移模型的细胞注入方式(尾静脉注射1×10^6细胞) MBQ167(3 mg/kg)和azathioprine(10 mg/kg)的给药方案(腹腔注射,每3天一次,共15次) 统计方法和样本量(每组小鼠数量、独立实验次数n≥3)

摘要

胰腺导管腺癌(PDA)以侵袭性局部浸润和转移扩散为特征,导致高致死率。尽管PDA进展过程中驱动基因突变是保守的,但没有特定突变与转移播散相关。本文分析了一大队列原发性和转移性PDA肿瘤的RNA剪接数据,以识别与PDA进展相关的差异剪接事件。对这些事件进行的全新基序分析检测到与RBFOX2基序高度相似的基序富集。在患者来源的异种移植(PDX)转移性PDA细胞系中过表达RBFOX2,在体外和体内均显著降低了这些细胞的转移潜能,而在原发性胰腺肿瘤细胞系中敲低RBFOX2则增加了这些细胞的转移潜能。这些发现支持RBFOX2作为PDA中强效转移抑制因子的作用。对RBFOX2靶基因的RNA测序和剪接分析揭示了RHO GTPase通路基因的富集,提示RBFOX2剪接活性在细胞骨架组织和粘着斑形成中的作用。调节RBFOX2调控的剪接事件,如通过肌球蛋白磷酸酶RHO相互作用蛋白(MPRIP),与PDA转移、细胞骨架组织改变和粘着斑形成诱导相关。我们的结果提示RBFOX2的剪接调节功能作为PDA中的肿瘤抑制因子,并提示一种转移性PDA的治疗方法。

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
RBFOX2是否通过调节选择性剪接影响胰腺癌的转移进程?
核心机制
RBFOX2通过其RNA识别基序(RRM)调控靶基因(如MPRIP)的选择性剪接,影响RHO GTPase通路相关基因表达,从而调节细胞骨架组织和粘着斑形成,抑制转移。
主要证据
在PDX转移细胞系中过表达RBFOX2降低迁移和克隆形成并减少体内肺转移;敲除RBFOX2增强迁移和转移;RNA-seq和剪接分析显示RHO通路基因富集;MPRIP剪接变异影响转移。
研究意义
研究提示RBFOX2的剪接调节功能可作为PDA的肿瘤抑制因子,并提示药理调节RHO–RAC通路或精确调节剪接事件可能作为转移性PDA的治疗策略。

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

患者样本RNA-seq分析

识别与PDA进展相关的差异剪接事件

对395例PDA患者样本的RNA-seq数据进行PCA和差异剪接分析,比较原发性和转移性肿瘤。

2

RBFOX2功能实验

验证RBFOX2对PDA细胞转移潜能的影响

在PDX转移细胞系中过表达RBFOX2,在原发细胞系中敲除RBFOX2,检测迁移、克隆形成和体内转移。

3

RBFOX2剪接靶点鉴定

鉴定RBFOX2调控的剪接事件及其下游机制

对RBFOX2过表达和敲除细胞进行RNA-seq,分析差异剪接事件,并进行基序和通路富集分析。

4

MPRIP剪接调节验证

验证MPRIP剪接变异是否影响转移表型

通过CRISPR诱导MPRIP外显子23跳跃或包含,检测迁移、克隆形成和体内转移。

5

RHO GTPase通路抑制

验证RHO通路是否是RBFOX2调控转移的关键下游

使用MBQ167和azathioprine抑制RHO通路,或敲除RAC1,观察对迁移和转移的影响。

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
PicoPure RNA分离试剂盒----
Qubit双链RNA高灵敏度试剂盒----
RNA Screen Tape分析----
2200 TapeStation核酸系统----
TruSeq RNA Access----
RPMI-1640培养基----
胎牛血清Biological Industries--
DMEM培养基----
PVDF膜Invitrogen--
LentiCRISPR v2载体Addgene52961
psPax2包装质粒Addgene12260
pMD2.G包膜质粒Addgene12259
FuGENE-HD转染试剂PromegaE2312
OptiMEM培养基Gibco51985-026
聚凝胺Sigma107689
嘌呤霉素SigmaP8833
pCL-Eco包装质粒Addgene12371
潮霉素Merck400052
亚甲基蓝----
IncuCyte 96孔ImageLock板IncuCyte4379
IncuCyte划痕工具IncuCyte--
台盼蓝----
TRI试剂SigmaT9424
iScript cDNA合成试剂盒Bio-Rad1708891
PCRBIO HS Taq Mix Red试剂盒BIOSYSTEMSPB10.23.02
SYBR绿Applied Biosystems--
桩蛋白抗体BD Transduction Laboratories612405
山羊抗小鼠 Alexa Fluor 488--A-11029
含DAPI的抗淬灭封片剂Vector laboratoryH-1200
NOD-SCID小鼠Jackson Laboratories0001303
抗GFP抗体abcamab6673
ImmPRESS HRP抗山羊IgG聚合物Vector LaboratoriesMP-7401
ImmPACT DAB过氧化物酶底物Vector LaboratoriesSK-4105
抗Flag M2亲和凝胶SigmaA2220
胰蛋白酶Promega--
Q Exactive Plus质谱仪Thermo Fisher Scientific--
Ultimate 3000 Dionex纳升液相色谱Thermo Fisher Scientific--
C18色谱柱Thermo Fisher Scientific--
MBQ167----
硫唑嘌呤----

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
患者样本RNA-seq分析
样本来源、RNA-seq平台、数据处理参数(STAR、Ensembl v87)
阅读提示:Methods: Patient samples and RNA-seq analysis; Alternative splicing and gene expression analysis of patient samples
RBFOX2功能实验
细胞系(X50、BxPC3)、过表达/敲除方法、迁移和克隆形成实验条件
阅读提示:Fig. 2; Methods: Cell lines and tissue culture; Quantitative wound healing assay; Anchorage-independent growth
体内转移模型
小鼠品系(NOD-SCID)、细胞数量(1×10^6)、注射方式(尾静脉)、观察时间(1个月)
阅读提示:Methods: Animal studies; In vivo metastasis model
RHO通路抑制
抑制剂浓度(MBQ167 3 mg/kg, azathioprine 10 mg/kg)、给药频率(每3天)和次数(15次)
阅读提示:Fig. 3g; Extended Data Fig. 8; Methods: Animal studies
剪接分析
RNA-seq数据生成流程、PSI-Sigma参数(|ΔPSI|>10%,P<0.05)、差异事件筛选标准
阅读提示:Methods: RNA-seq analysis of RBFOX2-manipulated cells