来自癌症相关成纤维细胞的外泌体lncRNA NEAT1通过miR-26a/b-5p介导的STAT3/YKL-40信号通路促进子宫内膜癌进展

Exosomal lncRNA NEAT1 from cancer-associated fibroblasts facilitates endometrial cancer progression via miR-26a/b-5p-mediated STAT3/YKL-40 signaling pathway.

作者信息Jiang-Tao Fan, Zhao-Yu Zhou, Yan-Lu Luo, Qin Luo, Si-Bang Chen, Jin-Che Zhao, Qiao-Ru Chen
PMID34153644
期刊Neoplasia
发布时间2021-07
DOI10.1016/j.neo.2021.05.004

实验完整度

包含临床样本表达分析、体外细胞共培养、外泌体功能实验、双荧光素酶和RIP机制验证、以及体内裸鼠移植瘤模型,且进行了功能验证和机制验证。

主要模型

子宫内膜癌细胞系HEC-1A和RL95-2 癌症相关成纤维细胞 裸鼠皮下移植瘤模型

重点核对

CAFs分离和鉴定(α-SMA和vimentin) 外泌体分离和表征(CD63, CD81, Hsp70, TSG101) NEAT1/miR-26a/b-5p/STAT3相互作用 GW4869或si-Rab27a抑制外泌体释放 体内肿瘤生长(肿瘤体积、Ki-67染色)

摘要

癌症相关成纤维细胞(CAFs)通过外泌体介导的细胞通讯赋予子宫内膜癌(EC)快速生长和转移的能力。长链非编码RNA核富集丰富转录本1(lncRNA NEAT1)驱动EC细胞的恶性表型。然而,来自CAFs的外泌体NEAT1在EC进展中的作用仍不清楚,需要进一步研究。在我们的研究中,NEAT1和YKL-40在EC组织中上调,而miR-26a/b-5p下调。此外,与NF外泌体相比,CAF外泌体中NEAT1的表达增加。此外,来自CAFs的外泌体NEAT1可以转移到EC细胞并促进YKL-40表达。进一步探索表明,外泌体NEAT1通过调节EC细胞中的miR-26a/b-5p-STAT3轴增强YKL-40表达。更重要的是,外泌体NEAT1通过miR-26a/b-5p-STAT3-YKL-40轴加速体内肿瘤生长。总之,我们的研究揭示了来自CAFs的外泌体NEAT1通过miR-26a/b-5p介导的STAT3/YKL-40通路促进EC进展,这表明外泌体NEAT1治疗EC的潜力。

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
来自CAFs的外泌体NEAT1是否通过miR-26a/b-5p-STAT3/YKL-40轴促进子宫内膜癌进展?
核心机制
外泌体NEAT1通过海绵吸附miR-26a/b-5p,解除其对STAT3的抑制,上调STAT3表达,进而促进YKL-40转录,最终加速EC进展。
主要证据
体外共培养和体内裸鼠移植瘤模型显示,CAFs来源的外泌体NEAT1上调EC细胞中STAT3和YKL-40表达,促进细胞增殖和肿瘤生长;双荧光素酶和RIP实验证实NEAT1和STAT3 3'UTR与miR-26a/b-5p的直接结合;ChIP实验证实p-STAT3结合YKL-40启动子。
研究意义
研究揭示了外泌体NEAT1在EC进展中的新机制,为CAFs、NEAT1或miR-26a/b-5p-STAT3-YKL-40轴作为EC治疗靶点提供了证据。

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

临床样本表达分析

检测EC组织和正常子宫内膜组织中NEAT1、YKL-40和miR-26a/b-5p的表达差异。

对30例EC组织和30例正常子宫内膜标本进行RT-qPCR检测NEAT1、YKL-40、miR-26a-5p和miR-26b-5p的表达水平。

2

分离和鉴定CAFs及其外泌体

分离原代CAFs和NFs,并提取和表征外泌体。

从EC组织和正常内膜组织分离CAFs和NFs,通过免疫荧光鉴定α-SMA和vimentin表达;通过超速离心和ExoQuick提取外泌体,通过TEM、流式细胞术和Western blot表征外泌体。

3

外泌体摄取实验

验证CAFs来源的外泌体能否被EC细胞摄取。

用Dil标记CAFs来源的外泌体,与HEC-1A和RL95-2细胞共孵育24小时,通过激光共聚焦显微镜观察外泌体的细胞内定位。

4

共培养实验

探究CAFs分泌的外泌体对EC细胞的影响。

利用Transwell共培养系统将EC细胞与CAFs共培养48小时,检测EC细胞中NEAT1、STAT3和YKL-40的表达。

5

外泌体NEAT1功能实验

确认CAFs来源的外泌体NEAT1对EC细胞中STAT3和YKL-40表达及细胞增殖的影响。

用过表达或敲低NEAT1的CAFs来源外泌体处理EC细胞,检测NEAT1、STAT3、p-STAT3和YKL-40的表达,并通过MTT和集落形成实验评估细胞增殖。

6

机制验证:NEAT1-miR-26a/b-5p相互作用

验证NEAT1与miR-26a/b-5p的结合及调控关系。

通过双荧光素酶报告基因和RIP实验验证NEAT1与miR-26a/b-5p的直接结合,并检测过表达或敲低miR-26a/b-5p对STAT3和YKL-40表达的影响。

7

机制验证:miR-26a/b-5p靶向STAT3

验证miR-26a/b-5p是否直接靶向STAT3并调控YKL-40表达。

通过双荧光素酶和RIP实验验证miR-26a/b-5p与STAT3 3'UTR结合,并通过过表达STAT3或miR-26a/b-5p检测对YKL-40表达的影响,通过ChIP实验验证p-STAT3与YKL-40启动子结合。

8

体内肿瘤形成实验

验证外泌体NEAT1-miR-26a/b-5p-YKL-40轴在体内对肿瘤生长的影响。

将HEC-1A细胞单独或与CAFs混合皮下注射到裸鼠,并用GW4869或特定基因修饰的CAFs处理,测量肿瘤体积,检测NEAT1、miR-26a/b-5p、STAT3和YKL-40表达,并通过免疫组化检测Ki-67。

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
McCoy's 5a培养基----
EMEM培养基----
DMEM/F12培养基----
胎牛血清----
GW4869Selleck--
si-Rab27a慢病毒Ribobio--
sh-NEAT1慢病毒Ribobio--
NEAT1过表达慢病毒Ribobio--
miR-26a/b-5p模拟物Ribobio--
miR-26a/b-5p抑制剂Ribobio--
sh-YKL-40慢病毒Ribobio--
STAT3表达质粒Sino BiologicalHG10034-NM
Lipofectamine 2000转染试剂Thermo Fisher--
α-SMA抗体Biossbsm-33187M
Vimentin抗体Biossbsm-0756R
羊抗小鼠IgG/FITCBiossbs-0296G-FITC
羊抗兔IgG/Cy3Biossbs-0295G-Cy3
DAPI----
ExoQuick-TC沉淀溶液System Bioscience--
CD63-Alexa647抗体BioLegend--
Dil荧光染料Beyotime--
TRIzol试剂Thermo Fisher--
miRNeasy小提试剂盒Qiagen--
iScript cDNA合成试剂盒BIO-RAD--
SYBR Green实时定量PCR预混液SinoBio--
RIPA裂解液Beyotime--
PVDF膜BIO-RAD--
TFIIB抗体ABclonalA1708
LaminA/C抗体ABclonalA19524
CD63抗体Biossbs-0342R
CD81抗体Biossbs-6934R
Hsp70抗体Biossbs-0244R
TSG101抗体ABclonalA5789
YKL-40抗体Biossbs-10215R
STAT3抗体Biossbs-52235R
p-STAT3抗体Biossbs-22386R
Rab27a抗体ABclonalA1934
β-actin抗体ABclonalAC026
HRP偶联羊抗兔二抗ABclonalAS063
ECL化学发光试剂Solarbio--
双荧光素酶报告基因检测试剂盒Beyotime--
GFP抗体ChromoTekgtma-20
MagnaChIP试剂盒Millipore--
p-STAT3抗体(ChIP级)Abcamab76315
MTTBeyotime--
二甲亚砜----
Ki-67抗体Biossbs-23103R
小鼠抗兔IgG/HRPBiossbs-0295M-HRP
嘌呤霉素----
潮霉素----
聚凝胺----
Transwell共培养系统----
0.22 μm过滤器----
透射电子显微镜Hitachi--
荧光显微镜Olympus--
激光共聚焦显微镜Olympus--
GraphPad Prism 8.0软件GraphPad Software--

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
EC细胞系培养基(McCoy's 5a, EMEM, DMEM/F12),FBS浓度10%,CO2浓度5%,温度37°C
阅读提示:Materials and methods - Cell culture and treatment
CAFs分离与鉴定
CAFs和NFs来源(组织类型)、免疫荧光标记(α-SMA和vimentin)
阅读提示:Materials and methods - Cell culture and treatment; Figure 2A
外泌体分离与表征
外泌体分离方法(ExoQuick-TC)、超速离心参数(110,000 g 2h)、外泌体标记物检测(CD63, CD81, Hsp70, TSG101)
阅读提示:Materials and methods - Exosome isolation and characterization; Figure 2D
外泌体摄取
Dil浓度(10 μM)、共孵育时间(24 h)、细胞系(HEC-1A和RL95-2)
阅读提示:Materials and methods - Exosome uptake; Figure 2E
共培养
EC细胞与CAFs比例(1:3)、共培养时间(48 h)
阅读提示:Materials and methods - Co-culture assay
外泌体抑制
GW4869浓度(20 μM)、si-Rab27a的使用
阅读提示:Materials and methods - Cell culture and treatment; Figures 3C, 3G
基因操作
慢病毒包装公司(Ribobio)、polybrene浓度(8 µg/ml)、嘌呤霉素筛选(1 µg/ml, 3周)、潮霉素筛选(200 μg/ml, 4周)
阅读提示:Materials and methods - Cell culture and treatment
RT-qPCR
RNA提取试剂(TRIzol)、cDNA合成试剂盒(iScript)、PCR Master Mix(SYBR Green)、内参基因(β-actin, U6)、引物序列
阅读提示:Materials and methods - Real-time quantitative PCR analysis; Table 1
Western blot
蛋白上样量(25 μg)、一抗稀释比、二抗稀释比
阅读提示:Materials and methods - Western blot analysis
双荧光素酶实验
转染试剂(Lipofectamine 2000)、检测时间(24 h)
阅读提示:Materials and methods - Luciferase analysis
RIP实验
转染时间(48 h)、GFP抗体
阅读提示:Materials and methods - RIP assay
ChIP实验
ChIP试剂盒(MagnaChIP)、p-STAT3抗体
阅读提示:Materials and methods - Chromatin immunoprecipitation
细胞增殖
MTT浓度(20 nmol/L)、孵育时间(4 h)、检测波长(490 nm)、集落形成时间(14天)
阅读提示:Materials and methods - MTT assay, Colony formation assay
体内实验
小鼠品系(BALB/c裸鼠)、周龄(6周)、细胞注射数量(1×10^6)、GW4869剂量(2 mg/kg)和给药方式(腹腔注射)、给药频率(隔天一次)、肿瘤测量频率(每5天)、实验终点(35天)
阅读提示:Materials and methods - Tumorigenicity assay in vivo; Figure 6A