lncRNA HITT通过减弱Rab5介导的内吞作用抑制肺腺癌转移

lncRNA HITT inhibits metastasis by attenuating Rab5-mediated endocytosis in lung adenocarcinoma

作者信息Xingwen Wang, Shanliang Zheng, Fan Yang, Wenxin Zhang, Dong Zhao, Xuting Xue, Qingyu Lin, Yunfei He, Guohong Hu, Ying Hu
PMID35017116
期刊Mol Ther
发布时间2022-03
DOI10.1016/j.ymthe.2022.01.014

实验完整度

高

包含患者组织芯片FISH、多细胞系功能实验、RNA pull-down/CLIP/R5BD活性检测及动物模型验证,并进行了功能回复实验。

主要模型

肺腺癌细胞系H292和A549 HeLa细胞 4T1细胞 裸鼠尾静脉转移模型

重点核对

HITT与Rab5结合区域为1248-1347 nt Rab5 GEF相互作用关键区域为switch I(42-73 aa) HITT过表达或敲低对β1整合素内吞的影响依赖Rab5 Rab5活性测定采用R5BD-GST pull-down 体内转移实验采用A549稳转株尾静脉注射裸鼠

摘要

细胞表面受体的内吞作用对细胞迁移和癌症转移至关重要。Rab5是Rab家族的一种小GTPase,是内体动力学和细胞迁移的关键调控因子。然而,其活性如何被调控仍有待解决。在这里,我们鉴定了一个Rab5抑制剂,一种长链非编码RNA,即HITT(HIF-1α抑制剂在翻译水平)。我们的数据显示,HITT表达与肺腺癌患者晚期和不良预后呈负相关,受试者工作特征(ROC)曲线下面积(AUC)为0.6473。进一步研究表明,内源性和外源性HITT通过抑制β1整合素内吞作用来抑制单细胞迁移。机制上,HITT通过其1248-1347 nt区域与Rab5的switch I物理结合,并通过干扰Rab5的鸟嘌呤核苷酸交换因子(GEFs)结合来抑制β1整合素内吞作用及随后的癌症转移。总之,这些发现表明HITT直接参与调控Rab5活性,导致整合素内化减少和癌症转移抑制,这为理解内吞作用与癌症转移的机制提供了重要见解。

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
Rab5 GTPase的活性如何被调控?lncRNA是否直接参与调控Rab5活性并影响癌症转移?
核心机制
HITT通过其1248-1347 nt区域与Rab5的switch I结合,干扰Rab5与其GEFs(如Rabex5和Rin1)的相互作用,从而抑制Rab5的GTPase活性,导致β1整合素内吞减少,抑制细胞迁移和转移。
主要证据
通过RNA pull-down、CLIP、R5BD-GST pull-down等实验证明HITT与Rab5直接结合并抑制其活性;功能实验显示HITT抑制β1整合素内吞、细胞迁移、侵袭和体内转移,且这些效应依赖Rab5。
研究意义
揭示了lncRNA直接调控GTPase活性的新机制,为靶向Rab5的癌症治疗提供了RNA分子新思路,并支持HITT作为肺腺癌预后标志物。

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

临床样本关联分析

评估HITT表达与肺腺癌患者预后及临床病理特征的相关性。

使用TCGA数据和组织芯片(含88对样本)通过FISH检测HITT表达,并进行生存分析和ROC分析。

2

体外细胞迁移和侵袭功能实验

验证HITT对肺癌细胞迁移和侵袭能力的影响。

在H292细胞中过表达HITT,在A549细胞中敲低HITT,分别进行伤口愈合、Boyden小室和Matrigel侵袭实验,以及单细胞迁移和铺展实验。

3

β1整合素内吞检测

验证HITT是否通过影响β1整合素内吞来调控细胞迁移。

采用亚细胞分级、免疫荧光、流式细胞术和生物素化内吞ELISA捕获实验检测β1整合素的内吞水平。

4

RNA-蛋白相互作用鉴定

鉴定HITT相互作用蛋白并定位结合区域。

通过生物素化RNA pull-down和CLIP实验验证HITT与Rab5的直接结合,并鉴定结合所需区域。

5

Rab5活性检测

验证HITT是否抑制Rab5的GTPase活性。

利用R5BD-GST pull-down实验检测GTP结合型Rab5水平,并通过IP检测Rab5与EEA1的相互作用。

6

机制验证:GEF结合竞争

验证HITT是否通过干扰Rab5与其GEFs的结合来抑制Rab5活性。

通过IP检测HITT过表达或敲低后Rab5与Rabex5、Rin1的结合变化,并用体外竞争实验证明HITT抑制Vps9与Rab5的结合。

7

体内转移模型验证

验证HITT在体内对肺腺癌转移的抑制作用,并确认Rab5依赖性。

A549稳转细胞(HITT过表达或CRISPR敲除)尾静脉注射裸鼠,观察肺转移结节,并通过R5BD实验检测肿瘤中Rab5活性。

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GIBCO--
杜氏改良Eagle培养基----
胎牛血清Biological Industries--
HLugA180Su03(组织芯片)Shanghai Biochip--
链霉亲和素Alexa Fluor 555----
DAPI----
蔡司LSM880共聚焦显微镜(配备Airyscan)Zeiss--
ImageJ软件----
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
TRIzol试剂Invitrogen--
TaqMan通用PCR预混液Applied Biosystems--
Rab5抗体Abcam--
Rab21抗体Santa Cruz Biotechnology--
Rab1抗体ABclonal--
Rab4抗体ABclonal--
Rab7抗体ABclonal--
Rab11抗体ABclonal--
Rabex5抗体Santa Cruz Biotechnology--
Rab25抗体Santa Cruz Biotechnology--
整合素β1抗体Abcam--
网格蛋白抗体Abcam--
EEA1抗体Abcam--
GST抗体ABclonal--
Na-K-ATP酶1a1抗体Proteintech--
α-微管蛋白抗体Proteintech--
β-肌动蛋白抗体Proteintech--
GAPDH抗体Proteintech--
山羊抗小鼠IgG辣根过氧化物酶Abcam--
山羊抗兔IgG辣根过氧化物酶Abcam--
Boyden小室(8 μm)Corning--
Matrigel基质胶----
结晶紫Sigma-Aldrich--
纤连蛋白Sigma-Aldrich--
FACScan流式细胞仪BD Biosciences--
NHS-SS-生物素Thermo Fisher Scientific--
伯氨喹----
辣根过氧化物酶标记链霉亲和素----
生物素RNA标记混合液Roche--
链霉亲和素琼脂糖珠Invitrogen--
RNA酶抑制剂Thermo Fisher Scientific--
蛋白酶抑制剂混合物MedChemExpress--
蛋白A/G琼脂糖珠GE Healthcare--
诺考达唑----
谷胱甘肽琼脂糖珠Beyotime Biotechnology--
雌性裸鼠Beijing HFK Bioscience--
GraphPad软件7.0版GraphPad--

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
患者样本分析
组织芯片样本量(88对)、HITT表达定量方法(FISH荧光强度)、分期/分级/转移信息定义
阅读提示:Materials and methods: Tissue microarray and RNA-FISH; Figure 1
细胞功能实验
细胞系(H292、A549)、HITT过表达或敲低方法(siRNA序列、感染)、伤口愈合实验细胞数(1×10^5)、Boyden小室细胞数(5×10^4)、迁移时间(24小时)
阅读提示:Materials and methods: Cell lines and treatments, siRNA transfection, Wound healing assay, Boyden chamber and Matrigel assays
β1整合素内吞检测
生物素化标记浓度(0.2 mg/mL NHS-SS-biotin)、内吞时间(37°C)、primaquine浓度(0.2 mM)
阅读提示:Materials and methods: Biotinylated β1 integrin internalization and ELISA capture assay; Figure 3F
RNA-蛋白结合实验
RNA pull-down中生物素化RNA用量、CLIP中UV交联剂量(4.00 mJ/cm²)
阅读提示:Materials and methods: RNA pull-down assay, UV-cross-linking RNA immunoprecipitation (CLIP)
Rab5活性检测
R5BD-GST蛋白浓度、细胞裂解液用量(500 μL)
阅读提示:Materials and methods: R5BD GST pull-down
体内转移实验
裸鼠周龄(4-5周)、注射细胞数(1×10^6或2×10^6)、观察时间(8周)
阅读提示:Materials and methods: Xenografted tumor model in vivo; Figure 7