MicroRNA-23b通过靶向ST7L激活AKT/GSK3β/β-catenin信号通路在肝细胞癌中发挥癌基因功能

MicroRNA-23b functions as an oncogene and activates AKT/GSK3β/β-catenin signaling by targeting ST7L in hepatocellular carcinoma.

作者信息Likun Zhuang, Xin Wang, Zusen Wang, Xiang Ma, Bing Han, Hao Zou, Zehua Wu, Sheng Dong, Zhiqiang Qu, Yunjin Zang, Liqun Wu
PMID28518144
发布时间2017-05-18
DOI10.1038/cddis.2017.216

实验完整度

包括临床组织样本表达分析、体外细胞功能实验(CCK-8、克隆形成、划痕、Transwell)、体内异种移植小鼠模型、靶基因验证(荧光素酶报告基因、Western blot)和机制研究(免疫共沉淀、免疫荧光)。

主要模型

HCC细胞系(SMMC-7721、HCCLM3、SK-Hep1、MHCC97L、MHCC97H) HCC异种移植小鼠模型(BALB/c裸鼠) HCC患者肿瘤组织及配对癌旁组织(70对)

重点核对

miR-23b过表达(mimics)和敲低(inhibitor)的细胞系及转染方法 ST7L过表达质粒和siRNA的转染及对miR-23b效应的拮抗 体内实验中,HCCLM3细胞感染miR-23b或ST7L敲低慢病毒后皮下及原位移植的剂量(5 × 10^6)和时间(1周后原位植入,5周后处死) AKT/GSK3β/β-catenin通路中关键磷酸化位点(AKT Ser473/Thr308、GSK3β Ser9、β-catenin Ser33/37)的检测 ST7L与AKT C-末端(409-480aa)相互作用的验证方法(co-IP、免疫荧光)

摘要

肝细胞癌(HCC)是一种恶性肿瘤,在全球范围内威胁人类生命,而HCC的病因和发病机制尚未完全明确。近年来,许多microRNA(miRNA)已被证明在HCC的肿瘤发生中发挥重要作用。本研究发现,miR-23b在HCC患者的肿瘤组织中显著上调。功能实验表明,miR-23b在体外和体内均可促进HCC细胞增殖和转移。机制研究表明,ST7L是miR-23b的直接靶点,并参与miR-23b对HCC肿瘤发生和转移的促进作用。此外,我们的研究表明,ST7L可以与AKT的羧基末端区域相互作用,并抑制HCC细胞中的AKT/GSK3β/β-catenin通路。总之,我们的研究揭示了miR-23b和ST7L在HCC进展中的重要作用。

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
miR-23b在肝细胞癌(HCC)发生发展中的作用及其分子机制是什么?
核心机制
miR-23b直接靶向ST7L,抑制其表达,从而解除ST7L对AKT的抑制,促进AKT磷酸化,激活AKT/GSK3β/β-catenin信号通路,进而促进HCC细胞增殖和转移。
主要证据
在HCC组织和细胞系中miR-23b上调;体外功能实验(CCK-8、克隆形成、划痕、Transwell)显示miR-23b促进增殖和转移;体内裸鼠模型证实miR-23b促进肿瘤生长和肺转移;荧光素酶报告基因验证ST7L为miR-23b直接靶点;Western blot和共免疫沉淀验证ST7L与AKT C-末端相互作用并抑制AKT/GSK3β/β-catenin通路。
研究意义
研究揭示了miR-23b和ST7L在HCC进展中的重要作用,表明miR-23b和ST7L可能作为HCC的诊断生物标志物和治疗靶点。

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miR-23b表达分析

评估miR-23b在HCC组织和细胞系中的表达水平及其临床相关性。

通过小RNA高通量测序筛选8对HCC和配对癌旁组织差异表达miRNA;qRT-PCR验证70对HCC组织中miR-23b表达;分析miR-23b与临床病理特征(肿瘤大小、多发、BCLC分期)的关系;检测五种HCC细胞系中的miR-23b表达。

2

体外功能验证:miR-23b促进HCC细胞增殖和转移

验证miR-23b对HCC细胞体外增殖和转移能力的影响。

在SMMC-7721细胞中转染miR-23b mimics过表达,HCCLM3细胞中转染miR-23b inhibitor敲低,然后进行CCK-8增殖、克隆形成、划痕迁移和Transwell侵袭实验。

3

靶基因验证:ST7L为miR-23b直接靶点

验证ST7L是否为miR-23b的直接靶基因。

通过TargetScan和microRNA.org预测ST7L为miR-23b候选靶基因;构建含ST7L 3'UTR野生型(wt)或突变型(mut)的荧光素酶报告质粒,检测miR-23b对报告基因活性的影响;Western blot检测miR-23b改变对ST7L蛋白表达的影响;免疫组化检测HCC组织中ST7L表达,并分析与miR-23b的相关性。

4

回复实验:ST7L介导miR-23b的促增殖和转移作用

验证ST7L是否参与miR-23b介导的HCC细胞增殖和转移功能。

在SMMC-7721细胞中共转染miR-23b mimics和ST7L表达质粒,在HCCLM3细胞中共转染miR-23b inhibitor和ST7L siRNA,重复CCK-8、克隆形成、划痕和Transwell实验,观察ST7L改变是否影响miR-23b的作用。

5

体内验证:miR-23b和ST7L对肿瘤生长和转移的影响

在动物模型中验证miR-23b和ST7L对HCC肿瘤生长和转移的影响。

构建HCC异种移植小鼠模型:将稳定感染miR-23b抑制剂或ST7L shRNA慢病毒的HCCLM3细胞(5×10^6)皮下注射到BALB/c裸鼠,1周后取出肿瘤并原位植入新裸鼠肝脏,5周后处死,测量肿瘤体积,通过肺转移灶评估转移情况。

6

机制研究:miR-23b/ST7L调节AKT/GSK3β/β-catenin通路

探究miR-23b和ST7L调控HCC进展的分子机制,特别是对AKT/GSK3β/β-catenin信号通路的影响。

Western blot检测miR-23b和ST7L改变后AKT、p-AKT(Ser473/Thr308)、GSK3β、p-GSK3β(Ser9)、β-catenin、p-β-catenin(Ser33/37)的表达;荧光素酶报告基因检测β-catenin转录活性;qRT-PCR和Western blot检测下游靶基因C-myc、Vimentin、Cyr61的表达;通过免疫荧光和共免疫沉淀验证ST7L与AKT的相互作用,并确定结合区域。

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Gibco--
胎牛血清Gibco--
Trizol试剂Invitrogen--
Primescript RT预混液Takara--
SYBR绿色预混液Takara--
Hairpin-it定量PCR试剂盒GenePharma--
Hiperfect转染试剂Qiagen--
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
双荧光素酶检测系统Promega--
CCK-8试剂Dojindo--
Scepter 2.0手持式自动细胞计数器Millipore--
Transwell小室Corning Incorporated--
Matrigel基质胶BD--
PVDF膜Millipore--
ST7L抗体Proteintech17567-1-AP
波形蛋白抗体Cell Signaling Technologyno.3390
β-肌动蛋白抗体Cell Signaling Technologyno.3700
C-myc抗体Abcamab17356
AKT (pan)抗体Cell Signaling Technologyno.4691
磷酸化AKT (Ser473)抗体Cell Signaling Technologyno.4060
磷酸化AKT (Thr308)抗体Cell Signaling Technologyno.13038
磷酸化β-catenin (Ser33/37)抗体AbgentAP3908a
Cyr61抗体Cell Signaling Technologyno.14479
GSK3β抗体Cell Signaling Technologyno.12456
磷酸化GSK3β (Ser9)抗体Cell Signaling Technologyno.14479
β-catenin抗体Cell Signaling Technologyno.8480
TBP抗体Abcamab125009
ST7L抗体Santa Cruz Biotechnologysc-138649
Ki67抗体BIOSSbs-23103R
AKT (pan)抗体Cell Signaling Technologyno.4691
ST7L抗体Santa Cruz Biotechnologysc-138649
DAPI染色液Invitrogen--
徕卡DMI4000B显微镜Leica--
NP-40裂解液BOSTER--
Protein A/G Plus琼脂糖珠Santa Cruz Biotechnologysc-2003
普通IgGBeyotime--
Flag标签抗体Proteintech66008-2-Ig
SPSS统计软件SPSSversion 13.0

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
临床样本分析
HCC组织和配对癌旁组织的来源及数量(70对);miR-23b检测方法(qRT-PCR,RNU66内参);高/低表达分组标准
阅读提示:Materials and Methods: Tissue specimens, Quantitative reverse transcription-PCR; Results: MiR-23b is upregulated; Table 1
体外细胞培养与处理
细胞系来源(SMMC-7721、SK-Hep1、HCCLM3来自中国科学院;MHCC97L和MHCC97H来自Cobioer);培养条件(DMEM+10% FBS,37°C,5% CO2);转染试剂(Hiperfect for oligos, Lipofectamine 3000 for plasmids)
阅读提示:Materials and Methods: Cell culture, Transfection and luciferase reporter assay
体外功能实验
CCK-8检测时间点;克隆形成(每孔500细胞,培养约2周);划痕实验(12孔板,10μl枪头,DMEM无血清培养);Transwell(8.0μm孔径,Matrigel包被,上室无血清,下室加10% FBS;SMMC-7721 24h,HCCLM3 12h)
阅读提示:Materials and Methods: Cell proliferation assays, Colony formation assays, Wound-healing assays, Transwell invasion assays
体内动物模型
BALB/c裸鼠来源;细胞注射数量(5×10^6);皮下注射后1周取出肿瘤原位植入;5周后处死;肿瘤体积计算公式;肺转移检测方法
阅读提示:Materials and Methods: HCC xenograft mouse model; Results: MiR-23b promotes HCC tumor growth...(Figure 5)
机制验证
Western blot所用一抗和二抗(品牌与货号);β-catenin转录活性检测所用报告载体(TOP/FLASH);ST7L与AKT相互作用的实验方法(co-IP及FLAG标记AKT片段)
阅读提示:Materials and Methods: Western blot, Co-immunoprecipitation; Results: MiR-23b regulates signaling, ST7L interacts with AKT(Figure 6, 7)