lncRNA NEAT1通过调控miR-486-5p/SMAD4轴促进TGF-β2刺激的晶状体上皮细胞的增殖、迁移、侵袭和上皮-间质转化过程

LncRNA NEAT1 promotes proliferation, migration, invasion and epithelial-mesenchymal transition process in TGF-β2-stimulated lens epithelial cells through regulating the miR-486-5p/SMAD4 axis.

作者信息Huajun Wang, Guangying Zheng
PMID33292220
发布时间2020-10-31
DOI10.1186/s12935-020-01619-8

实验完整度

包含患者组织样本、细胞模型、功能实验(增殖、迁移、侵袭、EMT)、分子机制验证(双荧光素酶、RIP、RNA pull-down)及通路验证,多个证据层级且包含功能与机制验证。

主要模型

人晶状体上皮细胞系SRA01/04 TGF-β2诱导的SRA01/04细胞(PCO体外模型) PCO患者后囊膜组织

重点核对

TGF-β2处理浓度:0、1、5和10 ng/mL,处理48小时 NEAT1敲低(si-NEAT1)和miR-486-5p抑制剂(anti-miR-486-5p)的转染 SMAD4过表达质粒转染 miR-486-5p与NEAT1和SMAD4的相互作用通过双荧光素酶、RIP和RNA pull-down验证 TGF-β/SMAD通路蛋白p-SMAD2和p-SMAD3的表达变化

摘要

背景:晶状体上皮细胞(LECs)的异常增殖、转移和上皮-间质转化(EMT)是后发性白内障(PCO)的直接因素。核富集丰富转录本1(NEAT1)已被证明可促进细胞增殖、转移和EMT,但其是否影响PCO的进展尚不清楚。方法:采用实时定量聚合酶链反应(qRT-PCR)检测NEAT1、microRNA-486-5p(miR-486-5p)和果蝇母亲对抗十瘫蛋白4(SMAD4)的表达。通过3-(4,5-二甲基-2-噻唑基)-2,5-二苯基-2-H-四唑溴化物(MTT)法检测细胞增殖。Transwell实验检测细胞迁移和侵袭。通过western blot(WB)分析评估EMT标志蛋白、SMAD4蛋白和转化生长因子-β(TGF-β)/SMAD信号通路相关蛋白的水平。此外,通过双荧光素酶报告基因实验、RNA免疫沉淀(RIP)实验和生物素标记的RNA pull-down实验证实miR-486-5p与NEAT1或SMAD4之间的关系。结果:在PCO患者后囊膜组织和TGF-β2诱导的LECs中,NEAT1表达上调,miR-486-5p表达下调。干扰NEAT1可逆转TGF-β2对LECs增殖、迁移、侵袭和EMT的促进作用。miR-486-5p可被NEAT1海绵吸附,其抑制剂可逆转NEAT1沉默对TGF-β2诱导的LECs进展的抑制作用。SMAD4是miR-486-5p的靶标,其过表达可恢复miR-486-5p过表达对TGF-β2诱导的LECs进展的抑制作用。TGF-β/SMAD信号通路的活性受NEAT1/miR-486-5p/SMAD4轴的调控。结论:我们的研究表明,NEAT1对PCO的进展具有积极作用,有望成为PCO治疗的新靶点。

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
NEAT1是否以及如何影响后发性白内障(PCO)的进展?
核心机制
NEAT1通过海绵吸附miR-486-5p,解除对SMAD4的抑制,进而激活TGF-β/SMAD信号通路,促进LECs的增殖、迁移、侵袭和EMT。
主要证据
在PCO患者组织和TGF-β2诱导的LECs中,NEAT1高表达、miR-486-5p低表达;敲低NEAT1可抑制TGF-β2诱导的LECs增殖、迁移、侵袭和EMT,而miR-486-5p抑制剂或SMAD4过表达可逆转该效应;双荧光素酶、RIP及RNA pull-down实验证实NEAT1-miR-486-5p-SMAD4的分子间作用。
研究意义
该研究为PCO的分子靶向治疗提供了新靶点和理论基础,具有重要的临床意义。

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PCO患者组织和TGF-β2诱导的LECs中NEAT1和miR-486-5p的表达

评估NEAT1和miR-486-5p与PCO的关联

收集PCO患者和正常供体的后囊膜组织;用不同浓度TGF-β2 (0, 1, 5, 10 ng/mL)处理SRA01/04细胞48小时;通过qRT-PCR检测NEAT1和miR-486-5p表达。

2

敲低NEAT1对TGF-β2诱导的LECs功能的影响

验证NEAT1是否参与调节LECs的增殖、迁移、侵袭和EMT

将si-NEAT1或si-NC转染至SRA01/04细胞,再用10 ng/mL TGF-β2处理;通过MTT、Transwell和WB检测细胞增殖、迁移、侵袭和EMT标志蛋白表达。

3

验证NEAT1与miR-486-5p的相互作用

确定NEAT1是否直接结合miR-486-5p

通过StarBase v2.0预测结合位点;进行双荧光素酶报告基因实验、RIP实验和生物素标记RNA pull-down实验。

4

验证miR-486-5p在NEAT1调控LECs功能中的中介作用

确认NEAT1通过吸附miR-486-5p调控LECs进展

在TGF-β2刺激的SRA01/04细胞中共转染si-NEAT1和anti-miR-486-5p;检测细胞增殖、迁移、侵袭和EMT标志蛋白。

5

验证SMAD4是miR-486-5p的靶基因

确认miR-486-5p直接靶向SMAD4

通过StarBase v2.0预测并结合双荧光素酶、RIP和RNA pull-down验证;检测PCO组织及TGF-β2诱导细胞中SMAD4表达;进一步检测miR-486-5p调控SMAD4表达。

6

验证SMAD4在miR-486-5p调控LECs功能中的作用

确认miR-486-5p通过SMAD4影响LECs进展

在TGF-β2刺激的SRA01/04细胞中共转染miR-486-5p mimic和SMAD4过表达载体;检测增殖、迁移、侵袭和EMT标志蛋白。

7

验证NEAT1/miR-486-5p/SMAD4轴对TGF-β/SMAD信号通路的调控

阐明NEAT1轴是否通过TGF-β/SMAD通路发挥作用

通过WB检测p-SMAD2和p-SMAD3蛋白水平,在NEAT1敲低、miR-486-5p inhibitor或SMAD4过表达条件下观察变化。

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Invitrogen12100-046
胎牛血清Invitrogen10437028
青霉素/链霉素Invitrogen15140148
Lipofectamine 3000转染试剂InvitrogenL3000015
TRIzol试剂Invitrogen15596-026
BeyoRT II cDNA合成试剂盒BeyotimeD7170S
SYBR Green荧光染料Invitrogen11762500
TaqMan microRNA检测试剂盒Applied Biosystems4440887
MTT检测试剂盒BeyotimeC0009
Transwell小室Corning Inc.3422
基质胶Corning Inc.354234
显微镜DM500LeicaDM500
RIPA裂解液BeyotimeP0013K
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
PVDF膜Millipore--
Chemistar ECL Western blot底物Tanon180-501
E-cadherin抗体Biossbs-1519R
Vimentin抗体Biossbs-23063R
α-SMA抗体Biossbsm-52392R
SMAD4抗体Biossbs-23966R
SMAD2抗体Biossbs-0718R
p-SMAD2抗体Biossbs-20341R
SMAD3抗体Biossbsm-52224R
p-SMAD3抗体Biossbs-5235R
GAPDH抗体Biossbs-10900R
一抗稀释液BeyotimeP0023A
pGL3报告载体Promega--
双荧光素酶检测试剂盒SolarbioD0010
Magna RIP试剂盒Millipore17-700
Dynabeads M-280链霉亲和素磁珠Invitrogen11205D
GraphPad Prism 6.0软件GraphPad--

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
PCO患者后囊膜组织和正常供体组织的来源、例数、年龄范围、PCO分级
阅读提示:Materials and methods 中的 Sample tissues collection
细胞培养和处理
SRA01/04细胞来源、培养基成分、TGF-β2浓度(0、1、5、10 ng/mL)和处理时间(48小时)
阅读提示:Materials and methods 中的 Cell culture, TGF-β2 treatment and cell transfection
细胞转染
si-NEAT1、miR-486-5p mimic/inhibitor、SMAD4过表达载体及阴性对照的序列和转染试剂
阅读提示:Materials and methods 中的 Cell culture, TGF-β2 treatment and cell transfection
qRT-PCR
RNA提取试剂、cDNA合成试剂盒、SYBR Green/TaqMan探针、内参(GAPDH和U6)、引物序列
阅读提示:Materials and methods 中的 Quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR)
细胞增殖实验
MTT试剂盒、接种密度、MTT孵育时间(4小时)、溶解时间(10分钟)、检测波长(490 nm)
阅读提示:Materials and methods 中的 Cell proliferation assay
Transwell实验
Transwell小室型号、Matrigel包被与否、细胞接种数、血清浓度、孵育时间(24小时)、固定和染色方法
阅读提示:Materials and methods 中的 Transwell assay
Western blot
蛋白提取方法、上样量(30 μg)、分离胶浓度(10%)、转膜条件、一抗和二抗浓度、ECL底物
阅读提示:Materials and methods 中的 Western blot (WB) analysis
双荧光素酶实验
报告载体(NEAT1-WT/MUT和SMAD4 3'UTR-WT/MUT)构建、共转染miRNA、检测试剂盒
阅读提示:Materials and methods 中的 Dual-luciferase reporter assay
RIP实验
RIP试剂盒、抗体(IgG和Ago2)、裂解和洗涤步骤
阅读提示:Materials and methods 中的 RNA immunoprecipitation (RIP) assay
RNA pull-down
生物素标记探针(bio-miR-486-5p和bio-miR-NC)、细胞裂解、磁珠孵育时间(48小时)
阅读提示:Materials and methods 中的 Biotin-labeled RNA pull-down assay
统计分析
统计方法(t检验或单因素方差分析)、相关性分析、显著性阈值(P<0.05)、重复次数(至少三次)
阅读提示:Materials and methods 中的 Statistical analysis