CircTTBK2通过调控miR-145-5p/CPEB4轴促进胶质瘤进展

CircTTBK2 Contributes to the Progression of Glioma Through Regulating miR-145-5p/CPEB4 Axis.

作者信息Yan Liu, Ruilong Li, Xuan Wang, Weidong Yang
PMID32982415
发布时间2020-09-08
DOI10.2147/CMAR.S263586

实验完整度

包含体外细胞功能实验(增殖、凋亡、迁移、侵袭、糖酵解)、机制验证(双荧光素酶、RIP)、体内裸鼠异种移植实验及临床组织样本分析,多个独立证据层级。

主要模型

胶质瘤细胞系T98G 胶质瘤细胞系LN229 正常人星形胶质细胞NHA BALB/c裸鼠异种移植模型 胶质瘤患者组织标本

重点核对

si-circTTBK2敲低效率验证 miR-145-5p抑制剂转染效率验证 CPEB4敲低效率验证 体内实验中sh-circTTBK2慢病毒转染及肿瘤体积测量

摘要

背景:目前,环状RNA(circRNAs)已被证实在包括胶质瘤在内的恶性肿瘤中发挥重要作用。然而,circTTBK2在胶质瘤中的功能在很大程度上尚不清楚。材料与方法:采用实时荧光定量聚合酶链反应(qRT-PCR)检测circTTBK2、TTBK2 mRNA、miR-145-5p和细胞质多聚腺苷酸化元件结合蛋白4(CPEB4)mRNA的表达水平。利用放线菌素D和RNase R消化实验检测circTTBK2的特性。分别采用3-(4,5-二甲基-2-噻唑基)-2,5-二苯基-2-H-溴化四氮唑(MTT)法、流式细胞术和Transwell实验检测细胞增殖、凋亡和转移。用特异性试剂盒评估糖酵解水平。采用Western blot检测己糖激酶2(HK2)和CPEB4的蛋白水平。通过双荧光素酶报告基因和RNA免疫沉淀(RIP)实验验证miR-145-5p与circTTBK2或CPEB4之间的靶向关系。采用小鼠异种移植实验研究circTTBK2在体内肿瘤发生中的作用。结果:CircTTBK2在胶质瘤组织和细胞中表达上调,其水平与胶质瘤患者的不良生存相关。敲低circTTBK2可抑制胶质瘤细胞增殖、迁移、侵袭和糖酵解,促进细胞凋亡,并在体内抑制肿瘤生长。CircTTBK2作为miR-145-5p的海绵,抑制miR-145-5p可恢复circTTBK2敲低对胶质瘤细胞恶性行为的影响。此外,CPEB4是miR-145-5p的直接靶基因,抑制miR-145-5p通过靶向CPEB4促进胶质瘤细胞进展。结论:CircTTBK2通过调节miR-145-5p/CPEB4轴在胶质瘤中发挥肿瘤启动子的作用,这可能为胶质瘤治疗提供新的视角。

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
circTTBK2在胶质瘤中的表达、功能及潜在分子机制尚不清楚,本研究旨在探讨circTTBK2在胶质瘤进展中的作用及调控机制。
核心机制
circTTBK2作为miR-145-5p的海绵,负调控miR-145-5p表达,从而解除其对CPEB4的抑制作用,最终促进胶质瘤细胞的恶性行为。
主要证据
qRT-PCR显示circTTBK2和CPEB4在胶质瘤组织和细胞中高表达,miR-145-5p低表达;敲低circTTBK2抑制细胞增殖、迁移、侵袭和糖酵解,促进凋亡,并抑制体内肿瘤生长;双荧光素酶和RIP实验证实circTTBK2直接靶向miR-145-5p,miR-145-5p直接靶向CPEB4;恢复实验证明circTTBK2通过miR-145-5p/CPEB4轴发挥作用。
研究意义
本研究首次揭示circTTBK2/miR-145-5p/CPEB4调控网络,加深了对胶质瘤发病机制的认识,可能为胶质瘤提供新的诊断生物标志物和治疗策略。

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

检测circTTBK2在胶质瘤组织和细胞中的表达及临床相关性

明确circTTBK2在胶质瘤中的表达水平及其与患者预后的关系。

收集胶质瘤组织和正常脑组织,培养胶质瘤细胞系和正常星形胶质细胞,通过qRT-PCR检测circTTBK2表达,并进行Kaplan-Meier生存分析。

2

验证circTTBK2的环状结构特征

确认circTTBK2具有环状RNA的稳定性特征。

使用放线菌素D处理T98G细胞检测circTTBK2半衰期,使用RNase R消化RNA后检测circTTBK2和TTBK2 mRNA的水平。

3

敲低circTTBK2观察体外细胞功能变化

评估circTTBK2对胶质瘤细胞增殖、凋亡、迁移、侵袭和糖酵解的影响。

用si-circTTBK2转染T98G和LN229细胞,通过MTT、流式细胞术、Transwell实验和糖酵解检测试剂盒评估细胞功能,Western blot检测HK2蛋白。

4

验证circTTBK2对miR-145-5p的靶向调控

证实circTTBK2直接靶向并负调控miR-145-5p。

通过双荧光素酶报告基因和RIP实验验证circTTBK2与miR-145-5p的结合,过表达和敲低circTTBK2检测miR-145-5p表达变化。

5

验证CPEB4是miR-145-5p的直接靶基因

确认miR-145-5p直接靶向CPEB4并负调控其表达。

通过双荧光素酶报告基因和RIP实验验证miR-145-5p与CPEB4的结合,调控miR-145-5p表达后检测CPEB4 mRNA和蛋白水平。

6

恢复实验验证circTTBK2/miR-145-5p/CPEB4轴

证实circTTBK2通过miR-145-5p/CPEB4轴调控胶质瘤细胞恶性行为。

在敲低circTTBK2的同时抑制miR-145-5p或敲低CPEB4,观察细胞功能变化,检测CPEB4表达。

7

体内裸鼠异种移植实验

验证circTTBK2敲低对体内肿瘤生长的影响。

将稳定敲低circTTBK2的T98G细胞皮下接种BALB/c裸鼠,定期测量肿瘤体积,4周后称重并检测肿瘤组织中相关分子表达。

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Solarbio--
胎牛血清Solarbio--
青霉素-链霉素Solarbio--
RNAiso PlusTakara--
AMV逆转录酶Promega--
TaqMan MicroRNA逆转录试剂盒Applied Biosystems--
ABI 7500 PCR系统Applied Biosystems--
AceQ通用SYBR qPCR预混液Vazyme--
引物Sangon--
RNase REpicentre--
Lipofectamine 2000Invitrogen--
MTTSigma-Aldrich--
二甲基亚砜Sigma-Aldrich--
酶标仪Potenov--
Annexin V-FITC凋亡检测试剂盒Vazyme--
FACScan流式细胞仪Beckman Coulter--
Transwell小室BD Bioscience--
基质胶BD Biosciences--
结晶紫Solarbio--
葡萄糖检测试剂盒Sigma-Aldrich--
乳酸检测试剂盒Sigma-Aldrich--
RIPA裂解液CWBio--
BCA蛋白定量试剂盒Vazyme--
SDS-PAGE凝胶Solarbio--
PVDF膜Millipore--
抗HK2抗体Biossbs-9455R
抗CPEB4抗体Biossbs-14020R
抗β-actin抗体Biossbs-0061R
HRP标记二抗Biossbs-0295M-HRP
ECL化学发光试剂盒Beyotime--
双荧光素酶报告基因检测系统Promega--
Magna RNA结合蛋白免疫沉淀试剂盒Millipore--
抗IgG抗体Abcam--
抗Ago2抗体Abcam--
BALB/c裸鼠Vital River Laboratory--

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
组织样本采集
胶质瘤组织和正常脑组织的来源、数量(40例胶质瘤,40例正常),以及伦理审批号(No.2019TJ881)。
阅读提示:Materials and Methods - Tissues Acquisition
细胞培养
细胞系(T98G、LN229、NHA)的来源,培养基DMEM、10% FBS、1%青霉素-链霉素,培养条件(37°C,5% CO2)。
阅读提示:Materials and Methods - Cell Culture
qRT-PCR
RNA提取试剂(RNAiso Plus)、逆转录酶、qRT-PCR试剂和引物序列、内参(β-actin/U6)、2^-ΔΔCt方法。
阅读提示:Materials and Methods - Quantitative Real-Time Polymerase Chain Reaction
环状RNA稳定性实验
放线菌素D浓度(2 μg/mL)和处理时间点,RNase R处理条件(1 μg RNA、2 U、37°C、20 min)。
阅读提示:Materials and Methods - Actinomycin D and RNase R Digestion Assays
细胞转染
转染试剂(Lipofectamine 2000)和siRNA/质粒序列(GenePharma设计),转染效率验证。
阅读提示:Materials and Methods - Cell Transfection
MTT实验
细胞接种密度(2×10^4 cells/well)、MTT浓度和孵育时间、DMSO溶解、490 nm检测。
阅读提示:Materials and Methods - MTT Assay
流式细胞术
Annexin V-FITC和PI用量(各5 μL)、孵育时间(15 min)、流式细胞仪型号。
阅读提示:Materials and Methods - Flow Cytometry Analysis
Transwell实验
细胞数(1×10^4 cells)、基质胶包被(侵染)或不包被(迁移)、孵育时间(24 h)、结晶紫染色。
阅读提示:Materials and Methods - Transwell Assay
Western blot
蛋白提取试剂(RIPA)、BCA定量、SDS-PAGE和PVDF膜、一抗和二抗的稀释比例(文中未明确说明)、ECL显影。
阅读提示:Materials and Methods - Western Blot Assay
双荧光素酶报告基因
报告质粒构建(WT/MUT-circTTBK2、WT/MUT-CPEB4)、共转染miR-145-5p mimic或miR-NC mimic、检测时间(48 h)。
阅读提示:Materials and Methods - Dual-Luciferase Reporter Assay
RIP实验
RIP试剂盒(Magna)、抗体(Ago2和IgG)、qRT-PCR检测。
阅读提示:Materials and Methods - RNA Immunoprecipitation Assay
体内异种移植
动物品系(BALB/c裸鼠)、周龄(4-6周)、细胞接种数量(文中未明确说明)、肿瘤体积测量时间和公式、4周后检测。
阅读提示:Materials and Methods - Murine Xenograft Model