环状RNA hsa_circ_103089通过miR-876-5p/EGFR轴调节代谢性糖酵解并影响非小细胞肺癌细胞的迁移、侵袭和顺铂敏感性

Circular RNA hsa_circ_103089 modulates metabolic glycolysis and influences migration, invasion, and cisplatin sensitivity in non-small cell lung cancer cells via the miR-876-5p/EGFR axis.

作者信息Yong Zhou, Xiaoxiao Zhu, Zhongkai Tong, Cenli Wang, Xiaofei Liang, Zhenyan Li, Lin He, Chunli Wu, Zhaoxing Dong
PMID40520857
发布时间2025-05
DOI10.62347/PXHT9575

实验完整度

包含体外细胞功能实验、分子机制验证、体内异种移植模型及临床样本关联分析,多层级证据验证hsa_circ_103089/miR-876-5p/EGFR轴。

主要模型

A549细胞 HCC827细胞 裸鼠异种移植模型 NSCLC患者组织样本

重点核对

hsa_circ_103089在A549和HCC827细胞中的敲低效率(shRNA#1和#3) miR-876-5p mimic和inhibitor的转染浓度(100 nM) DDP处理浓度(5 μM)和时间(24小时) 体内实验中DDP剂量(2 mg/kg)和给药频率(隔日一次,持续3周) qRT-PCR、Western blotting等检测方法的参考基因(U6、GAPDH)

摘要

肺癌,尤其是非小细胞肺癌(NSCLC),仍然是全球癌症相关死亡的主要原因,其驱动机制包括代谢重编程和化疗耐药等复杂分子机制。环状RNA(circRNA)已成为癌症进展的关键调节因子,但其在NSCLC中的具体作用尚未充分探索。本研究通过使用基因表达综合(GEO)数据库进行circRNA谱分析,鉴定hsa_circ_103089为在NSCLC组织和细胞系中上调的新型circRNA。我们旨在研究其在NSCLC进展和顺铂(DDP)敏感性中的功能作用和分子机制。使用A549和HCC827细胞系,我们通过双荧光素酶报告基因实验、RNA pull-down、Western blotting和体内异种移植模型等技术评估了hsa_circ_103089沉默对增殖、迁移、侵袭、糖酵解和DDP耐药的影响。结果显示,hsa_circ_103089沉默抑制了肿瘤细胞的恶性程度和糖酵解,同时增强了DDP敏感性。机制上,hsa_circ_103089作为miR-876-5p的海绵,上调EGFR表达及下游糖酵解相关基因(如LDHA、HK2、GLUT1)。在体内,hsa_circ_103089敲低抑制了裸鼠肿瘤生长并增强了DDP疗效。临床上,hsa_circ_103089高表达与NSCLC患者不良预后相关。这些发现确立了hsa_circ_103089通过miR-876-5p/EGFR轴作为NSCLC进展和化疗耐药的关键调节因子,突出了其作为预后生物标志物和治疗靶点的潜力。

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
hsa_circ_103089在非小细胞肺癌中的功能作用及其分子机制是什么?
核心机制
hsa_circ_103089通过海绵吸附miR-876-5p,上调EGFR表达,进而激活ERK1/2和PKM2磷酸化,促进PKM2核转位,上调糖酵解相关蛋白表达,增强糖酵解并降低DDP敏感性。
主要证据
通过qRT-PCR、Western blotting、ECAR、双荧光素酶报告基因、RNA pull-down、Transwell、伤口愈合、CCK-8、克隆形成、TUNEL和异种移植模型等实验,证明hsa_circ_103089敲低抑制糖酵解、迁移、侵袭并增强DDP敏感性,且miR-876-5p mimic或EGFR过表达可逆转这些效应。
研究意义
hsa_circ_103089可作为预测NSCLC恶性进展和化疗反应的潜在生物标志物,并为NSCLC治疗提供新的靶点。

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

临床样本中hsa_circ_103089表达与预后分析

验证hsa_circ_103089在NSCLC组织和细胞系中的表达水平及其与临床特征和预后的关联。

通过GEO数据库筛选差异表达circRNA,qRT-PCR检测NSCLC组织和细胞系中hsa_circ_103089表达,FISH检测组织芯片(94例肺腺癌)中的表达,并进行临床相关性分析。

2

hsa_circ_103089对细胞迁移和侵袭的影响

观察沉默hsa_circ_103089对NSCLC细胞迁移和侵袭能力的影响。

在A549和HCC827细胞中敲低hsa_circ_103089,通过Transwell和伤口愈合实验检测细胞侵袭和迁移能力。

3

hsa_circ_103089对DDP敏感性的影响

检测沉默hsa_circ_103089是否增强NSCLC细胞对DDP的敏感性。

用DDP处理敲低细胞,通过CCK-8和克隆形成实验评估细胞活力。

4

hsa_circ_103089对细胞糖酵解的影响

评估hsa_circ_103089对NSCLC细胞糖酵解能力及相关蛋白表达的影响。

通过ECAR实验测量细胞外酸化率,检测葡萄糖摄取和乳酸生成,Western blotting检测糖酵解相关蛋白表达。

5

验证hsa_circ_103089与miR-876-5p的直接结合

验证hsa_circ_103089是否作为miR-876-5p的海绵直接结合。

通过FISH定位、双荧光素酶报告基因和RNA pull-down实验验证结合。

6

验证miR-876-5p对细胞功能及糖酵解的介导作用

验证hsa_circ_103089通过miR-876-5p调节细胞迁移、侵袭、增殖和糖酵解。

在敲低hsa_circ_103089的细胞中转染miR-876-5p mimic或inhibitor,检测迁移、侵袭、增殖和糖酵解相关指标。

7

验证miR-876-5p靶向EGFR

验证EGFR是miR-876-5p的直接靶基因。

通过双荧光素酶报告基因和Western blotting验证miR-876-5p对EGFR的调控。

8

验证hsa_circ_103089/miR-876-5p/EGFR轴对糖酵解相关基因和蛋白的调控

确认hsa_circ_103089通过miR-876-5p/EGFR轴调节糖酵解相关基因和蛋白表达。

过表达EGFR并转染miR-876-5p mimic或敲低hsa_circ_103089,检测糖酵解相关基因和蛋白表达及信号通路。

9

验证hsa_circ_103089/miR-876-5p/EGFR轴对DDP敏感性的影响

确认hsa_circ_103089通过miR-876-5p/EGFR轴调节DDP敏感性。

在EGFR过表达细胞中敲低hsa_circ_103089或转染miR-876-5p mimic,检测TUNEL阳性和细胞活力。

10

体内验证hsa_circ_103089/miR-876-5p对肿瘤生长和DDP敏感性的影响

在体内验证hsa_circ_103089通过miR-876-5p调节肿瘤生长、糖酵解和DDP敏感性。

建立裸鼠异种移植模型,注射敲低hsa_circ_103089的A549细胞,并使用DDP和antagomir处理,检测肿瘤生长、Ki67、TUNEL、糖酵解相关蛋白及信号通路。

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Thermo Fisher Scientific--
胎牛血清Thermo Fisher Scientific--
青霉素-链霉素Thermo Fisher Scientific--
TRIzol试剂Invitrogen15596026CN
PrimeScript™逆转录试剂盒TakaraRR047Q
BeyoFast™ SYBR Green qPCR预混液BeyotimeD7260
ABI 7500 PCR系统Applied Biosystems--
嘌呤霉素----
CCK-8试剂盒MedChemExpressHY-K0301
结晶紫Sigma--
安捷伦Seahorse XFe24分析仪Agilent--
2-脱氧-D-葡萄糖Sigma--
葡萄糖检测试剂盒Beijing SolarbioBC2505
乳酸检测试剂盒Beijing SolarbioBC2235
RIPA裂解液----
PVDF膜Millipore--
牛血清白蛋白Sigma--
GLUT1抗体Abcamab115730
LDHA抗体Abcamab47010
pPKM2抗体ArigobioARG51804
PKM2抗体Abcamab85555
HK2抗体Abcamab209847
EGFR抗体Abcamab52894
p-EGFR抗体Signalway Biotechnology11220
p-ERK抗体Abcamab201015
ERK抗体Abcamab54230
Histone H3抗体Abcamab18521
β-actin抗体Abcamab8226
羊抗兔IgG-HRP二抗Abcamab6721
FISH检测试剂盒RiboBioC10910
DAPI----
链霉亲和素磁珠Beaverbio22307-1
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
pGL3-Basic载体----
PrimeSTAR® GXL DNA聚合酶Takara--
ClonExpress Ultra一步克隆试剂盒V3Vazyme--
X-tremeGENE™ HP DNA转染试剂Roche--
TUNEL细胞凋亡检测试剂盒Servicebio--
Ki67一抗Abcamab15580
DAB显色剂Sigma--
GraphPad Prism 8.0----

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
临床样本收集
NSCLC组织样本数量(30对)、收集时间(2024年1月至11月)、组织芯片信息(HLugA180Su09, 94例肺腺癌,包含94癌症/86癌旁,随访3-8年)
阅读提示:Materials and methods 临床样本
细胞培养
细胞系(A549、HCC827)、培养基(DMEM+10%FBS+1%青霉素/链霉素)、培养条件(37°C, 5% CO2)、ActD浓度(5 μg/mL)及处理时间(0,6,12,18,24 h)
阅读提示:Materials and methods 细胞培养
基因敲低
shRNA序列(shRNA1、shRNA2、shRNA3)、载体(pLKO.1)、病毒包装(Zhejiang Ruyao Biotechnology)、感染后筛选(2 μg/ml嘌呤霉素)、敲低效率验证(qRT-PCR)
阅读提示:Materials and methods 建立hsa_circ_103089敲低细胞系
细胞功能检测
Transwell(2×10^4细胞/孔、8 μm孔径、Matrigel包被、48 h)、伤口愈合(6孔板、10 μL枪头划痕、48 h)、CCK-8(DDP浓度5 μM、处理24 h)、克隆形成(1000细胞/孔、6孔板、培养2周)
阅读提示:Materials and methods Transwell assay、Wound-healing assay、Cisplatin (DDP) sensitivity analysis
糖酵解检测
ECAR(Seahorse XFe24、细胞接种密度未明确、饥饿24 h、葡萄糖10 mM、寡霉素1 μM、2-DG 80 mM)、葡萄糖和乳酸检测(5×10^6细胞,试剂盒BC2505/BC2235)、Western blotting(细胞5×10^6或组织100 mg、抗体浓度未明确)
阅读提示:Materials and methods Extracellular Acidification Rate (ECAR) measurement、Glucose and lactate content assay、Western blotting
分子机制验证
双荧光素酶报告基因(pGL3-Basic、突变体构建)、RNA pull-down(biotin-miR-876-5p mimic 50 nM、293T细胞、磁珠孵育3 h)、miR-876-5p mimic/inhibitor浓度(100 nM)、转染时间(48 h)
阅读提示:Materials and methods RNA pull-down assay、Dual-luciferase reporter assay、Construction of EGFR overexpression cells
动物实验
动物品系(6周龄雄性裸鼠)、体重(21±1 g)、分组(sh-NC、sh-circ、sh-circ+antagomir、DDP+sh-NC、DDP+sh-circ;每组n=5)、细胞注射量(5×10^6)、DDP剂量(2 mg/kg,隔日腹腔注射,3周)、antagomir剂量(5 nmol/只,每2天瘤内注射)、肿瘤体积测量频率(每5天)、处死时间(第25天)
阅读提示:Materials and methods Xenograft model