miR-135a通过靶向BMI1和KLF4减少骨肉瘤肺转移

miR-135a Reduces Osteosarcoma Pulmonary Metastasis by Targeting Both BMI1 and KLF4.

作者信息Chenglong Chen, Xingjia Mao, Caitong Cheng, Yurui Jiao, Yi Zhou, Tingting Ren, Zhuangzhuang Wu, Zhi Lv, Xiaojuan Sun, Wei Guo
PMID33828977
发布时间2021-03-22
DOI10.3389/fonc.2021.620295

实验完整度

高

研究包含体外细胞实验(RT-qPCR、Transwell、EdU、免疫荧光、Western blot、双荧光素酶报告)和体内动物实验(异种移植模型、FMT成像、HE染色、IHC),并进行了功能验证和机制验证,证据层级独立。

主要模型

骨肉瘤细胞系 Saos-2 和 MG-63 异种移植裸鼠模型 人骨肉瘤组织样本和正常骨组织

重点核对

miR-135a在OS组织和细胞中的表达水平(RT-qPCR验证) BMI1和KLF4是否为miR-135a的直接靶标(双荧光素酶报告基因实验) miR-135a过表达对OS细胞侵袭和增殖的影响(Transwell和EdU实验) miR-135a在体内对肿瘤生长和肺转移的抑制作用(异种移植模型)

摘要

由于手术和化疗后的反应率有限,骨肉瘤(OS)的治疗因肿瘤复发和转移而仍然具有挑战性。据报道,miR-135a在多种癌症中充当抗癌调节因子。然而,其在骨肉瘤中的表达和功能在很大程度上仍不清楚。在此,我们报道了OS细胞和组织中miR-135a表达减少,其表达与BMI1和KLF4的表达呈负相关,BMI1和KLF4在多种癌症中被描述为致癌基因。miR-135a的异位表达抑制了OS细胞的侵袭以及BMI1和KLF4的表达。体内研究证实,miR-135a在OS中充当肿瘤抑制因子,抑制异种移植裸鼠的肿瘤生长和肺转移。BMI1和KLF4被揭示为miR-135a的直接靶标,miR-135a在体内对抑制肿瘤进展以及BMI1和KLF4的表达具有与si-BMI1和si-KLF4组合相似的效果。总之,我们的结果表明,用miR-135a靶向BMI1/KLF4可能为探索OS的新治疗方法提供一种可行的策略。

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-135a在骨肉瘤中的表达及其对肿瘤进展和转移的作用机制是什么?
核心机制
miR-135a通过直接靶向BMI1和KLF4的3'UTR,抑制其表达,进而抑制OS细胞侵袭、增殖和肺转移。
主要证据
体外实验显示miR-135a表达下调,过表达miR-135a抑制OS细胞侵袭和增殖,并降低BMI1和KLF4表达;双荧光素酶报告实验证实BMI1和KLF4是miR-135a的直接靶标。体内实验表明miR-135a抑制异种移植肿瘤生长和肺转移,并降低BMI1、KLF4及MMP2/9表达。
研究意义
靶向BMI1/KLF4的miR-135a可能为骨肉瘤提供新的治疗策略。

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miR-135a、BMI1和KLF4在OS组织和细胞中的表达

评估miR-135a及其潜在靶标在骨肉瘤中的表达水平及其相关性。

采用RT-qPCR检测OS细胞系(Saos-2、MG-63)和原代成骨细胞中miR-135a、BMI1和KLF4的表达;采用免疫组化检测人OS组织和正常骨组织中BMI1、KLF4和Ki67的表达。

2

体外功能实验:评估miR-135a、siRNA和PTC-209对OS细胞增殖和侵袭的影响

验证miR-135a过表达或敲低BMI1/KLF4是否影响OS细胞的增殖和侵袭能力。

对Saos-2细胞分别进行LV-miR-135a转导、siRNA转染(si-BMI1、si-KLF4、si-B+K)或PTC-209处理,然后进行EdU增殖实验和Transwell侵袭实验。

3

体内实验:评估miR-135a、联合治疗和PTC-209对异种移植肿瘤生长和肺转移的影响

在动物模型中验证miR-135a的肿瘤抑制作用及其对肺转移的影响。

将Saos-2细胞皮下接种于裸鼠,成瘤后随机分组,分别给予miR-135 mimic、si-B+K、NC、PTC-209或DMSO治疗,监测肿瘤生长,并通过FMT成像检测MMP活性,通过HE染色评估肺转移结节数量。

4

分子机制验证:验证BMI1和KLF4作为miR-135a的直接靶标

确认miR-135a是否直接结合BMI1和KLF4的3'UTR并抑制其表达。

利用双荧光素酶报告基因实验,将miR-135a mimic或miR-NC与含有BMI1或KLF4野生型或突变型3'UTR的质粒共转染Saos-2细胞,检测荧光素酶活性。

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
RPMI-1640培养基----
DMEM培养基----
胎牛血清----
α-MEM培养基----
Lipofectamine 3000转染试剂Thermo Fisher Scientific--
聚凝胺----
PTC-209MedChemExpress--
TRIzol试剂Thermo Fisher Scientific--
miRNeasy迷你试剂盒Qiagen--
IQ5多色实时PCR检测系统Bio-Rad Laboratories--
基质胶(基质膜基质)Corning--
Cell-Light™ EdU Apollo®488体外成像试剂盒Life Technologies--
DAPI染液Cell Signalling Technology--
基质胶Corning--
MMPSense 680探针PerkinElmer--
Pannoramic MIDI数字切片扫描仪3DHISTECH--
RIPA裂解缓冲液----
磷酸酶和蛋白酶抑制剂Keygen--
聚偏二氟乙烯膜Millipore--
抗β-肌动蛋白抗体Bioss--
双荧光素酶报告基因检测系统Promega--
GLOMAX 20/20发光检测仪Promega--
KLF4抗体 (#BS90773)BioWorldBS90773
BMI1抗体 (#10832-1-AP)Proteintech10832-1-AP
MMP2抗体 (#bs-0412R)Biossbs-0412R
MMP9抗体 (#bs-4593R)Biossbs-4593R
Ki67抗体 (#ab15580)Abcamab15580

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
细胞系来源、培养基、血清浓度、培养条件
阅读提示:Materials and Methods: Cell Lines and Culture
细胞转染
siRNA浓度、转染试剂、转染时间
阅读提示:Materials and Methods: Cell Transfection, Transduction, and Compounds
体外功能实验
Transwell实验中的基质胶浓度、细胞密度、孵育时间;EdU实验中的孵育时间
阅读提示:Materials and Methods: Transwell Invasion Assay, 5-Ethynyl-20-Deoxyuridine (EdU) Assay
体内实验
动物品系、性别、周龄、细胞接种数量、分组、给药途径、给药剂量、给药频率、治疗周期
阅读提示:Materials and Methods: In Vivo Growth and Bioimaging Analysis
双荧光素酶报告基因
细胞数量、质粒浓度、转染试剂、检测时间
阅读提示:Materials and Methods: Dual-Luciferase Reporter