HBx介导的TRERNA1上调通过海绵吸附miR-22-3p靶向NRAS促进HCC的索拉非尼耐药和细胞增殖

TRERNA1 upregulation mediated by HBx promotes sorafenib resistance and cell proliferation in HCC via targeting NRAS by sponging miR-22-3p

作者信息Wei Song, Chuqian Zheng, Min Liu, Ying Xu, Yanyan Qian, Zhihong Zhang, Hongmeng Su, Xinxiu Li, Huazhang Wu, Pihai Gong, Yiping Li, Hong Fan
PMID33839325
期刊Mol Ther
发布时间2021-08-04
DOI10.1016/j.ymthe.2021.04.011

实验完整度

高

包含体外细胞功能实验、体内裸鼠移植瘤实验、患者样本分析、RNA-seq及分子机制验证(RIP、RNA pull-down、双荧光素酶报告基因),多层级证据支持。

主要模型

HepG2肝癌细胞系 HepG2.215肝癌细胞系 Hep3B肝癌细胞系 LO2永生化肝细胞系 BALB/c裸鼠皮下移植瘤模型 HCC患者组织样本及组织芯片

重点核对

HBx过表达或敲低对TRERNA1表达的影响 TRERNA1过表达或敲低对HCC细胞索拉非尼敏感性的影响(CCK-8) TRERNA1/miR-22-3p/NRAS轴调控的分子机制(RIP、RNA pull-down、双荧光素酶报告基因) 体内移植瘤模型中TRERNA1对肿瘤生长和索拉非尼敏感性的影响(30 mg/kg sorafenib,每周一次,共4周) HCC组织中TRERNA1、HBx、NRAS和miR-22-3p表达相关性

摘要

肝细胞癌(HCC)是最常见的恶性肿瘤之一,预后不良。乙型肝炎病毒编码的X蛋白(HBx)与肝癌发生密切相关。索拉非尼是晚期HCC的独特靶向口服激酶抑制剂。长链非编码RNA(lncRNA)通过作为竞争性内源RNA(ceRNA)介导HCC进展和治疗耐药。然而,HBx相关HCC中索拉非尼耐药背后的ceRNA调控机制仍 largely unknown。在本研究中,我们发现HBx上调的翻译调控lncRNA 1(TRERNA1)不仅通过调控细胞周期在体外和体内促进HCC细胞增殖,而且与HCC的不良预后正相关。重要的是,TRERNA1增强了HCC细胞对索拉非尼的耐药性。RNA测序(RNA-seq)分析表明,NRAS原癌基因(NRAS)是TRERNA1的潜在靶点,介导肝细胞癌发生的某些方面。TRERNA1作为ceRNA,通过海绵吸附microRNA(miR)-22-3p调控NRAS表达。总之,我们证明HBx诱导的TRERNA1表达增加通过激活RAS/Raf/MEK/ERK信号通路降低HCC细胞对索拉非尼的敏感性。我们揭示了TRERNA1/miR-22-3p/NRAS轴介导HCC进展的一种新调控模式,并表明TRERNA1可能构成HCC中强大的肿瘤生物标志物和治疗靶点。

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
HBx上调的lncRNA TRERNA1是否通过ceRNA机制调控NRAS表达,从而促进HCC细胞增殖和索拉非尼耐药?
核心机制
HBx诱导TRERNA1上调,TRERNA1作为ceRNA海绵吸附miR-22-3p,解除其对NRAS的抑制,进而激活RAS/Raf/MEK/ERK信号通路,促进细胞增殖和索拉非尼耐药。
主要证据
在HCC细胞系中敲低或过表达TRERNA1影响细胞增殖和索拉非尼敏感性;RNA-seq和KEGG分析显示NRAS和Raf-MEK-ERK通路富集;RIP、RNA pull-down和双荧光素酶报告基因证实TRERNA1与miR-22-3p直接结合并调控NRAS;体内实验表明TRERNA1过表达增强索拉非尼耐药;临床样本分析显示TRERNA1与HBx表达正相关且与预后不良相关。
研究意义
揭示TRERNA1/miR-22-3p/NRAS轴在HCC进展中的作用,为克服索拉非尼耐药提供潜在治疗靶点,TRERNA1可能作为HCC的生物标志物。

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

HBx调控TRERNA1表达的鉴定

寻找HBx调控的差异表达lncRNA,并验证TRERNA1与HBx的相关性。

用cDNA芯片分析LO2-HBx与LO2-vec细胞中lncRNA和mRNA表达谱,通过qRT-PCR验证候选lncRNA,并在多种细胞系及HCC组织中检测TRERNA1与HBx表达水平。

2

TRERNA1对索拉非尼敏感性的影响

验证TRERNA1是否影响HCC细胞对索拉非尼的敏感性。

在HepG2和LO2细胞中过表达TRERNA1,在HepG2.215和Hep3B细胞中敲低TRERNA1,用CCK-8检测不同浓度索拉非尼处理后的细胞活力。

3

TRERNA1对细胞增殖和细胞周期的影响

验证TRERNA1是否影响HCC细胞增殖和细胞周期进程。

过表达或敲低TRERNA1后,通过CCK-8、focus-formation实验检测细胞增殖,流式细胞术分析细胞周期,Western blot检测细胞周期相关蛋白。

4

体内肿瘤形成和索拉非尼耐药评估

在体内验证TRERNA1对肿瘤生长和索拉非尼敏感性的影响。

将稳定过表达TRERNA1或对照的HepG2细胞皮下注射到裸鼠,建立移植瘤模型,并用索拉非尼处理,监测肿瘤体积和重量。

5

NRAS作为TRERNA1靶点的鉴定

鉴定TRERNA1调控的下游靶基因,并验证NRAS的作用。

RNA-seq分析TRERNA1过表达后的差异表达基因,KEGG通路富集分析,qRT-PCR和Western blot验证NRAS表达,亚细胞分离定位TRERNA1。

6

TRERNA1/miR-22-3p/NRAS轴机制验证

验证TRERNA1是否通过海绵吸附miR-22-3p调控NRAS表达。

预测miR-22-3p结合位点,通过RNA pull-down、RIP、双荧光素酶报告基因实验验证结合和调控关系,并检测NRAS、miR-22-3p在组织中的相关性。

7

NRAS在TRERNA1介导的索拉非尼耐药和增殖中的作用

验证NRAS是否在TRERNA1介导的索拉非尼耐药和细胞增殖中发挥关键作用。

在TRERNA1过表达或敲低的细胞中敲低或过表达NRAS,检测索拉非尼敏感性和细胞增殖。

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
RPMI 1640培养基文中未明确说明--
DMEM培养基文中未明确说明--
胎牛血清文中未明确说明--
青霉素Invitrogen--
链霉素Invitrogen--
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
miR-22-3p模拟物RiboBio--
miR-22-3p抑制剂RiboBio--
TRIzol试剂Invitrogen--
逆转录试剂盒Takara--
SYBR Green染料Takara--
StepOne Plus实时荧光定量PCR仪Applied Biosystems--
CCK-8试剂盒Dojindo--
iMark酶标仪Bio-Rad--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
细胞周期调控因子检测试剂盒Cell Signaling Technology9932
磷酸化Erk1/2通路检测试剂盒Cell Signaling Technology9911
抗β-actin抗体Sigma--
抗NRAS抗体Sangon BiotechD261977
PARIS试剂盒Life Technologies--
双荧光素酶报告基因检测系统Promega--
生物素RNA标记混合液Roche--
T7 RNA聚合酶Takara--
无RNase的DNase IRoche--
RNeasy微型试剂盒QIAGEN--
Magna RIP RNA结合蛋白免疫沉淀试剂盒Millipore--
抗Ago2抗体Millipore--
Dynabeads Oligo(dT)磁珠Invitrogen--
SuperScript II逆转录酶Invitrogen--
SPSS软件SPSS--

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
细胞培养
细胞系来源和培养条件(培养基、血清浓度、抗生素浓度)
阅读提示:Materials and methods: Cell lines
TRERNA1表达调控
HBx过表达或敲低的方法、TRERNA1的检测方法(qRT-PCR)
阅读提示:Results: TRERNA1 upregulation induced by HBx; Figure 1
索拉非尼敏感性检测
索拉非尼浓度、处理时间、细胞数量、CCK-8检测条件
阅读提示:Results: TRERNA1 upregulation induced by HBx attenuates sorafenib sensitivity; Figure 2
细胞增殖和周期实验
CCK-8和focus formation实验的具体条件、流式细胞术检测细胞周期的方法、Western blot检测的蛋白
阅读提示:Results: TRERNA1 promotes HCC cell proliferation in vitro and in vivo; Figure 3; Figure 4
体内移植瘤实验
动物品系、周龄、性别、细胞注射数量和部位、索拉非尼剂量和给药方案
阅读提示:Materials and methods: In vivo xenograft assays; Results: TRERNA1 enhanced tumor sorafenib resistance in vivo; Figure 7
分子机制验证
RNA pull-down、RIP、双荧光素酶报告基因实验中使用的载体、抗体、转染试剂和检测方法
阅读提示:Materials and methods: RNA pull-down, RIP, Luciferase reporter assay; Results: NRAS is a potential target of TRERNA1; Figure 5; Figure 6
临床样本分析
HCC组织样本的收集时间、样本数量、TMA构建、TRERNA1原位杂交和qRT-PCR检测方法
阅读提示:Materials and methods: HCC tissue specimens and TMA; Results: TRERNA1 upregulation induced by HBx correlates positively with HBx expression level and poor prognosis