长链非编码RNA TTN-AS1通过维持皮肤皮肤黑色素瘤中TTN的表达促进肿瘤发生和转移

Long noncoding RNA TTN-AS1 facilitates tumorigenesis and metastasis by maintaining TTN expression in skin cutaneous melanoma.

作者信息Ying Wang, Dongping Li, Jiqiang Lu, Lin Chen, Shengnan Zhang, Weiyan Qi, Weiguang Li, Hanmei Xu
PMID32820147
发布时间2020-08
DOI10.1038/s41419-020-02895-y

实验完整度

高

包含体外细胞功能实验、体内小鼠移植瘤和转移模型、临床样本生存分析,以及启动子活性、mRNA稳定性等机制验证,证据层级完整。

主要模型

B16F10小鼠黑色素瘤细胞 C57BL/6小鼠移植瘤模型 C57BL/6小鼠尾静脉转移模型 198例及165例SKCM患者组织样本

重点核对

B16F10细胞中lncRNA-TTN-AS1和TTN的敲低与过表达效率 皮下注射1×10^7 B16F10细胞于C57BL/6小鼠的肿瘤生长评估 尾静脉注射1×10^6 GFP标记B16F10细胞的转移评估 α-amanitin(50 μg/mL)处理后的TTN mRNA半衰期测定 TTN启动子荧光素酶报告基因实验

摘要

反义转录本,从蛋白编码或正义链的相对链转录而来,已被报道在基因调控中发挥关键作用。反义RNA的干扰可以改变正义信使RNA的表达。在本研究中,一种长链非编码RNA TTN-AS1(lncRNA-TTN-AS1),其转录方向与人类肌联蛋白(TTN)基因相反,已在皮肤皮肤黑色素瘤(SKCM)中被鉴定和探索。我们发现TTN和lncRNA-TTN-AS1的表达在SKCM细胞中显著正相关。功能上,TTN和lncRNA-TTN-AS1的异位表达在体外和体内均促进了SKCM的肿瘤发生和转移。此外,敲低TTN部分消除了lncRNA-TTN-AS1诱导的SKCM肿瘤发生。机制上,转录起始位点的低甲基化是lncRNA-TTN-AS1高表达的原因。LncRNA-TTN-AS1通过在转录和转录后水平促进TTN表达来促进SKCM进展。具体来说,lncRNA-TTN-AS1对TTN启动子活性的增加有显著作用。此外,lncRNA-TTN-AS1还通过增加TTN mRNA的稳定性诱导TTN在细胞质中的积累。临床上,我们发现高TTN和lncRNA-TTN-AS1表达与SKCM患者较差的总生存期正相关,并可能被认为是SKCM患者的新型生物标志物和药物靶点。

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
lncRNA-TTN-AS1在皮肤黑色素瘤中是否通过调控TTN表达影响肿瘤发生和转移?
核心机制
lncRNA-TTN-AS1通过转录起始位点低甲基化高表达,在转录水平激活TTN启动子活性,并在转录后水平增加TTN mRNA稳定性,从而上调TTN表达,促进SKCM进展。
主要证据
体外qRT-PCR和western blot证实lncRNA-TTN-AS1敲低/过表达改变TTN mRNA和蛋白水平;双荧光素酶报告基因显示lncRNA-TTN-AS1增强TTN启动子活性;RNA稳定性实验显示lncRNA-TTN-AS1延长TTN mRNA半衰期;体内移植瘤和转移模型验证功能。
研究意义
首次证明TTN/lncRNA-TTN-AS1在SKCM中的协同调控,为阐明SKCM发病机制及开发靶向诊断和治疗方法提供依据,TTN和lncRNA-TTN-AS1组合可能作为SKCM患者的预后生物标志物组合。

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

临床样本相关性分析

评估TTN和lncRNA-TTN-AS1在SKCM患者组织中的表达及其与预后的关系

使用TCGA数据库分析TTN表达,对198例SKCM组织进行TTN原位杂交,对165例组织进行lncRNA-TTN-AS1原位杂交,并分为高表达和低表达组,进行Kaplan-Meier生存分析。

2

细胞系中表达相关性及调控验证

验证lncRNA-TTN-AS1是否调控TTN表达

在7种SKCM细胞系中检测lncRNA-TTN-AS1和TTN表达,用shRNA敲低和过表达lncRNA-TTN-AS1,通过qRT-PCR和western blot检测TTN表达。

3

体外功能实验

探究TTN和lncRNA-TTN-AS1对SKCM细胞增殖、凋亡、迁移和侵袭的影响

在B16F10细胞中敲低或过表达TTN和lncRNA-TTN-AS1,进行集落形成、CCK-8、流式细胞术、伤口愈合、transwell迁移和侵袭实验,并检测细胞周期和凋亡相关蛋白。

4

体内肿瘤生长和转移实验

验证TTN和lncRNA-TTN-AS1在体内对SKCM肿瘤生长和转移的作用

将敲低或过表达lncRNA-TTN-AS1的B16F10细胞皮下注射或尾静脉注射C57BL/6小鼠,监测肿瘤生长和转移,并进行免疫组化检测Ki-67和TTN。

5

机制验证:DNA甲基化

探究lncRNA-TTN-AS1高表达的机制

通过计算机预测CpG岛,并用MS-PCR检测不同细胞系中lncRNA-TTN-AS1的甲基化状态及其相对表达。

6

机制验证:转录水平调控

验证lncRNA-TTN-AS1是否通过激活TTN启动子活性调控TTN表达

构建TTN启动子(2000bp)荧光素酶报告质粒,转染293T细胞,过表达lncRNA-TTN-AS1后检测双荧光素酶活性。

7

机制验证:转录后水平调控

验证lncRNA-TTN-AS1是否通过增加TTN mRNA稳定性增强TTN表达

在B16F10细胞中过表达或敲低lncRNA-TTN-AS1,用α-amanitin阻断新RNA合成,测定TTN mRNA半衰期;并通过免疫荧光和核质分离检测TTN蛋白和mRNA的分布。

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
RPMI1640培养基Invitrogen--
胎牛血清Life Technologies--
Effectene转染试剂Qiagen--
嘌呤霉素Sangon Biotech--
TRIzol试剂Invitrogen--
PrimeScript逆转录试剂盒Takara--
PowerUp SYBR Green预混液Invitrogen--
DAPI染色液Sigma-Aldrich--
PARIS试剂盒(核质分离)Ambion--
生物素RNA标记混合物Roche--
T7 RNA聚合酶Roche--
无RNase的DNase IRoche--
RNeasy小型RNA提取试剂盒Qiagen--
链霉亲和素琼脂糖珠Invitrogen--
Pierce磁性RNA-蛋白下拉试剂盒Invitrogen--
OrbitrapVelos Pro液相色谱-质谱系统Thermo Scientific--
Annexin V-APC凋亡检测试剂盒BD Biosciences--
细胞周期检测试剂盒BD Biosciences--
流式细胞仪Beckman Coulter--
小鼠抗TTN抗体Millipore--
Cy3标记二抗Servicebio--
磷酸盐缓冲液HyClone--
DAPI染色液Sigma-Aldrich--
AiryScan LSM800共聚焦显微镜Carl Zeiss--
IVIS Lumina III活体成像系统PerkinElmer--
CCK8试剂盒Abmole--
QiAmp DNA血液迷你提取试剂盒Qiagen--
EZ DNA甲基化Gold试剂盒Zymo--
pGL3-Basic载体Hanbio biotechnology--
pRL-TK载体Hanbio biotechnology--
α-鹅膏蕈碱Millipore--
RIPA裂解液Roche--
PVDF膜Millipore--
BeyoECL Plus化学发光液Beyotime--
抗Cyclin D1抗体WanleibioWL01435a
抗CDK2抗体WanleibioWL01543
抗CDK4抗体WanleibioWL01711
抗Bax抗体WanleibioWL01637
抗pro-caspase 3抗体WanleibioWL02117
抗cleaved-caspase 3抗体WanleibioWL02117
抗pro-caspase 9抗体WanleibioWL03421
抗cleaved-caspase 9抗体WanleibioWL03421
抗Titin/CMD1G抗体Biossbs-9861R
抗β-actin抗体Liankebio70-ab36861-050
辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔IgGLiankebio70-GAR007
GraphPad Prism 6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
细胞培养与转染
细胞系来源、培养基、转染试剂和质粒载体
阅读提示:Materials and methods 中的 Cell culture and transfection
体外功能实验
B16F10细胞中shRNA和过表达载体的转染效率
阅读提示:Results 中图2和图3的图注
体内动物实验
小鼠品系、周龄、性别、细胞注射数量和部位,以及实验分组
阅读提示:Materials and methods 中的 Animal studies
机制验证
启动子报告基因实验的细胞系(293T)、α-amanitin浓度和作用时间
阅读提示:Materials and methods 中的 Analysis of TTN promoter activity 和 RNA stability assay
统计与生存分析
患者样本量、分组依据,以及统计检验方法
阅读提示:Materials and methods 中的 Statistical analysis 和 Figure 1 图注