KRAS/Lin28B轴通过let-7i/TET3通路维持胰腺癌细胞的干性

The KRAS/Lin28B axis maintains stemness of pancreatic cancer cells via the let-7i/TET3 pathway.

作者信息Yawen Liu, Dawei Wang, Meng Zhou, Hui Chen, Huizhi Wang, Jingyu Min, Jiaxi Chen, Shuhui Wu, Xiufan Ni, Youli Zhang, Aihua Gong, Min Xu
PMID33107691
期刊Mol Oncol
发布时间2021-01
DOI10.1002/1878-0261.12836

实验完整度

包含临床样本分析、细胞功能实验、机制研究(IP、磷酸化、荧光素酶)和回复实验,多层级验证。

主要模型

人胰腺癌细胞系PANC1、SW1990、PaTu8988 HEK293T细胞 胰腺癌临床组织样本

重点核对

胰腺癌组织和配对癌旁组织中Lin28B表达差异 PKCβ对Lin28B S243位点的磷酸化及其对核转位的影响 KRAS通过PKCβ调控Lin28B核转位 Lin28B抑制let-7i进而上调TET3表达 TET3反馈促进Lin28B表达并维持干细胞标志物

摘要

越来越多的证据表明,Lin28B在包括细胞增殖和干性维持在内的众多生物学过程中发挥关键作用。然而,Lin28B核转位的分子机制仍知之甚少。在此,我们首次发现KRAS通过PKCβ促进Lin28B核转位,PKCβ直接结合并在S243位点磷酸化Lin28B。首先,我们观察到Lin28B在胰腺癌中上调,促进细胞迁移和增殖。此外,核Lin28B通过阻断成熟let-7i的产生上调TET3信使RNA和蛋白水平。随后,TET3表达的增加也能促进Lin28B的表达,从而形成Lin28B/let-7i/TET3反馈环路。我们的结果表明,KRAS/Lin28B轴驱动let-7i/TET3通路以维持胰腺癌细胞的干性。这些发现阐明了Lin28B核转位的独特机制及其在KRAS驱动的胰腺癌中的重要作用,并为开发针对该癌症的新型治疗策略提供了重要意义。

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
KRAS如何调控Lin28B核转位及其在维持胰腺癌细胞干性中的作用机制?
核心机制
KRAS通过PKCβ磷酸化Lin28B S243促进其核转位,核Lin28B抑制let-7i成熟从而上调TET3,TET3反馈促进Lin28B表达,形成正反馈环路维持干性。
主要证据
IP和磷酸化实验证明PKCβ与Lin28B结合并磷酸化S243;核质分离和免疫荧光显示KRAS促进核转位;双荧光素酶实验验证let-7i结合并抑制TET3;功能实验(CCK-8、克隆形成、Transwell)和干细胞标志物检测显示TET3介导Lin28B功能。
研究意义
揭示了Lin28B核转位的独特机制,确定KRAS/Lin28B/let-7i/TET3轴在胰腺癌中的作用,为胰腺癌治疗提供新策略。

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

临床样本和细胞系中Lin28B表达分析

检测Lin28B在胰腺癌组织和细胞系中的表达水平

qRT-PCR检测14对PC组织及配对癌旁组织Lin28B mRNA;Western blot和qRT-PCR检测PANC1、SW1990、PaTu8988细胞中Lin28B蛋白和mRNA表达。

2

Lin28B功能实验

验证Lin28B对胰腺癌细胞迁移和增殖的影响

shRNA敲低PANC1中Lin28B,通过伤口愈合和CCK-8实验检测迁移和增殖。

3

PKCβ与Lin28B相互作用及磷酸化位点鉴定

鉴定与Lin28B相互作用的PKC亚型及关键磷酸化位点

使用Flag-Lin28B WT或突变体转染HEK293T,进行免疫共沉淀检测相互作用;Phos-tag凝胶检测磷酸化水平。

4

KRAS对Lin28B核转位的调控

验证KRAS是否通过PKCβ促进Lin28B核转位

在PANC1中敲低KRAS或PKCβ,或过表达KRAS并敲低PKCβ,通过核质分离和免疫荧光检测Lin28B定位。

5

Lin28B调控TET3表达及机制

验证Lin28B是否通过抑制let-7i上调TET3

在PANC1中敲低Lin28B检测let-7i水平;过表达Lin28B或let-7i检测TET3;双荧光素酶实验验证let-7i与Lin28B/TET3 3'UTR结合。

6

TET3在Lin28B功能中的作用及反馈

验证TET3是Lin28B维持干性的下游效应子并形成反馈

在PaTu8988和SW1990中共转染Lin28B和sh-TET3,或敲低Lin28B并过表达TET3,检测增殖、克隆形成、侵袭和干细胞标志物。

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
DMEM培养基HyClone--
L-15培养基HyClone--
胎牛血清Gibco--
Lipofectamine 2000 转染试剂Invitrogen--
p3xFLAG-Myc-CMV™-24 载体Sigma-Aldrich--
pLKO.1-puro 载体----
Tet-on-pLKO-puro 载体----
psPAX2 包装质粒----
pMD2.G 包膜质粒----
聚乙烯Sigma-Aldrich--
嘌呤霉素----
PVDF膜----
抗CD133抗体Cell Signaling Technology64326
抗OCT4抗体Cell Signaling Technology2750
抗SOX2抗体Cell Signaling Technology3579
抗NANOG抗体Cell Signaling Technology4903
抗KRAS抗体Santa Cruz Biotechnologysc30
抗β-微管蛋白抗体Cell Signaling Technology6181
抗TET3抗体Cell Signaling Technology85016
抗Lin28B抗体Signalway Antibody LLC21626
抗PKCβ抗体Cell Signaling Technology46809
抗PKCδ抗体Cell Signaling Technology2058
抗PKCζ抗体Cell Signaling Technology9372
抗PKCμ抗体Cell Signaling Technology2056
抗Flag抗体SigmaF1804
RNAiso Plus 总RNA提取试剂Takara--
RevertAid 第一链cDNA合成试剂盒Thermo Fisher Scientific--
CCK-8细胞增殖检测试剂盒----
DAPI 染色液Pierce--
DeltaVision Elite 共聚焦显微镜GE Healthcare--
双荧光素酶报告基因检测系统----
GraphPad Prism 5 统计软件----

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
临床样本分析
胰腺癌组织和癌旁组织配对样本数量(14对)
阅读提示:见2.1节和Fig. 1A
细胞培养
细胞系来源和培养条件(SW1990用L-15,PANC1、PaTu8988、HEK293T用DMEM,含10%FBS,37°C,5%CO2)
阅读提示:见2.2节
基因敲低/过表达
shRNA序列和载体(pLKO.1-puro、Tet-on-pLKO-puro)、转染试剂Lipofectamine 2000、病毒包装质粒psPAX2和pMD2.G、筛选浓度(嘌呤霉素2 µg/mL)
阅读提示:见2.3节和2.4节
磷酸化检测
PKCβ磷酸化Lin28B S243位点验证(IP、Phos-tag凝胶)
阅读提示:见2.11节和3.2节
核转位检测
核质分离和免疫荧光方法、Lin28B核定位变化
阅读提示:见2.12节、2.13节和3.2/3.3节
miRNA和靶基因验证
let-7i mimics和抑制剂、双荧光素酶报告基因载体构建、转染浓度
阅读提示:见2.14节和3.5节
功能实验
CCK-8、克隆形成、伤口愈合、Transwell实验的具体参数(细胞数、时间等)
阅读提示:见2.7-2.10节和3.1/3.6节