长链非编码RNA母源性表达基因3通过靶向microRNA-9-5p/midkine轴并激活磷酸肌醇依赖性激酶/AKT通路影响肝细胞癌的细胞增殖、凋亡和迁移

Long non-coding RNA maternally expressed gene 3 affects cell proliferation, apoptosis and migration by targeting the microRNA-9-5p/midkine axis and activating the phosphoinositide-dependent kinase/AKT pathway in hepatocellular carcinoma.

作者信息Dezhi Wu, Zheng Ma, Deyu Ma, Qiquan Li
PMID33747202
发布时间2021-05
DOI10.3892/ol.2021.12606

实验完整度

中

研究包含体外细胞模型、功能验证(增殖/凋亡/迁移)和机制验证(双荧光素酶报告、Western blot),但仅使用单一细胞系,缺乏体内实验和临床样本,故评为中。

主要模型

人肝细胞癌细胞系MHCC-97L

重点核对

细胞系:MHCC-97L,培养于RPMI-1640培养基(含10% FBS、100 U/ml青霉素和0.1 mol/ml链霉素),37°C、5% CO2。 转染:使用Lipofectamine 3000转染试剂,过表达载体浓度2.5 µg/ml,miR-9-5p mimic浓度25 nM,转染后48小时进行实验。 RT-qPCR:使用Ultrapure RNA kit提取RNA,HiFiScript cDNA合成试剂盒反转录,2−ΔΔCq法分析数据,MEG3以GAPDH为内参,miR-9-5p以U6为内参。 Western blot:每孔上样50 µg总蛋白,使用10% SDS-PAGE凝胶,PVDF膜,5% BSA封闭,一抗4°C孵育过夜。 统计:所有实验重复至少3次,数据以均值±标准差表示,采用单因素方差分析(ANOVA)和LSD事后检验,P<0.05为显著性差异。

摘要

长链非编码RNA(lncRNA)母源性表达基因3(MEG3)在多种癌症(如胶质瘤、前列腺癌和食管癌)中是一种肿瘤抑制因子。然而,MEG3在肝细胞癌(HCC)中的作用及其相关分子机制尚不清楚。本研究旨在确定MEG3调节HCC细胞活力、凋亡和迁移的生物学功能。此外,还检测了MEG3、microRNA(miR)-9-5p和Midkine(MDK)之间的相互作用,以及HCC细胞系MHCC-97L中磷酸肌醇依赖性激酶(PDK)/AKT通路的激活。采用荧光素酶报告实验、逆转录-定量PCR和蛋白质印迹法检测MEG3、miR-9-5p和MDK之间的相互作用以及PDK/AKT通路的激活。通过CCK8法和流式细胞术分析细胞周期测定细胞活力。通过流式细胞术和caspase 3/9活性检测细胞凋亡。采用伤口愈合实验和蛋白质印迹法检测细胞迁移。本研究表明,MEG3抑制HCC细胞活力和迁移,并诱导细胞凋亡。此外,还发现MEG3靶向miR-9-5p/MDK轴并调节HCC中的PDK/AKT通路。总之,本研究的结果表明,lncRNA MEG3通过靶向miR-9-5p/MDK并调节PDK/AKT通路影响HCC细胞活力、凋亡和迁移。MEG3/miR-9-5p/MDK轴可能是HCC的潜在治疗靶点。

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 MEG3在肝细胞癌中是否影响细胞活力、凋亡和迁移,其分子机制是否涉及靶向miR-9-5p/MDK轴和调节PDK/AKT通路?
核心机制
MEG3通过靶向miR-9-5p(作为ceRNA)影响MDK表达,进而调节PDK/AKT通路的激活,从而抑制HCC细胞活力、迁移并诱导凋亡。
主要证据
在MHCC-97L细胞中过表达MEG3后,RT-qPCR显示MEG3表达升高、miR-9-5p表达降低;Western blot显示MDK、p-PDK1、p-AKT、caspase-3/9上调,MMP1下调;双荧光素酶实验证实MEG3直接靶向miR-9-5p,miR-9-5p直接靶向MDK;CCK8、流式和伤口愈合实验显示细胞活力下降、凋亡增加、迁移受抑。
研究意义
本研究为MEG3在HCC中的分子机制提供了新见解,并提示MEG3/miR-9-5p/MDK轴可能是HCC的潜在治疗靶点。

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

细胞培养与转染

建立MEG3过表达模型,为后续功能实验做准备。

将MHCC-97L细胞培养于RPMI-1640培养基(含10% FBS等),使用Lipofectamine 3000转染lncRNA MEG3过表达载体或NC,转染后48小时用于实验。

2

MEG3对细胞活力的影响

检测MEG3过表达对HCC细胞活力和细胞周期的影响。

通过CCK8法测定细胞活力;通过流式细胞术分析细胞周期。

3

MEG3对细胞凋亡的影响

检测MEG3过表达对HCC细胞凋亡的影响。

使用Annexin V-FITC/PI双染结合流式细胞术检测细胞凋亡率。

4

MEG3对细胞迁移的影响

检测MEG3过表达对HCC细胞迁移能力的影响。

通过伤口愈合实验,测量划痕后0小时和24小时的迁移距离。

5

MEG3靶向miR-9-5p和MDK的验证

验证MEG3直接靶向miR-9-5p,以及miR-9-5p直接靶向MDK。

构建含MEG3 3'-UTR或MDK 3'-UTR的pmirGLO荧光素酶报告载体,与miR-9-5p mimic或NC共转染,检测荧光素酶活性。

6

MEG3对miR-9-5p、MDK和PDK/AKT通路的影响

检测MEG3过表达对miR-9-5p表达、MDK蛋白水平及PDK/AKT信号通路的影响。

通过RT-qPCR检测miR-9-5p表达,通过Western blot检测MDK、caspase-3/9、MMP1、p-PDK1、p-AKT等蛋白水平。

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。

验证机制链路
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
RPMI-1640培养基Nanjing KeyGen Biotech. Co. Ltd.--
胎牛血清Gibco; Thermo Fisher Scientific Inc.--
青霉素G钠----
硫酸链霉素----
MHCC-97L细胞系Beijing Beina Chuanglian Institute of BiotechnologyBNCC337741
miR-9-5p模拟物General Biosystems, Inc.--
miR-9-5p阴性对照General Biosystems, Inc.--
lncRNA MEG3过表达载体General Biosystems, Inc.--
lncRNA MEG3阴性对照General Biosystems, Inc.--
Lipofectamine 3000转染试剂Thermo Fisher Scientific Inc.--
超纯RNA提取试剂盒CoWin Biosciences--
HiFiScript cDNA合成试剂盒CoWin Biosciences--
UltraSYBR混合物CoWin Biosciences--
RIPA细胞裂解液Applygen Technologies Inc.--
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific Inc.--
PVDF膜EMD Millipore--
兔抗caspase-3抗体Abcamab32351
兔抗caspase-9抗体Abcamab202068
兔抗MDK抗体Abcamab52637
兔抗PDK1抗体Abcamab207450
兔抗AKT抗体BIOSSbs-2720R
兔抗MMP-1抗体BIOSSbs-4597R
兔抗磷酸化AKT抗体BIOSSbs-2720R
兔抗磷酸化PDK1抗体Affinity BiosciencesAF3018
小鼠单克隆抗GAPDH抗体Origene Technologies, Inc.TA-08
山羊抗小鼠IgG(H+L)二抗Origene Technologies, Inc.ZB-2305
山羊抗兔IgG(H+L)二抗Origene Technologies, Inc.ZB-2301
SuperSignal West Pico化学发光底物Thermo Fisher Scientific Inc.--
ImageLab软件v.5.2Bio-Rad Laboratories Inc.--
pmirGLO载体Shanghai Enzyme Research Biotechnology Co., Ltd.--
双荧光素酶报告检测系统Beyotime Institute of Biotechnology--
双荧光素酶报告基因检测试剂盒Beyotime Institute of Biotechnology--
CCK8试剂盒Nanjing KeyGen Biotech. Co. Ltd.--
Tecan Safire II酶标仪Tecan Group Ltd.--
细胞周期染色试剂盒MultiSciences (Lianke) Biotech Co., Ltd.--
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒MultiSciences (Lianke) Biotech Co., Ltd.--
NovoCyte 2060R流式细胞仪ACEA Biosciences, Inc.--
NovoExpress软件v.1.2.5ACEA Biosciences, Inc.--
倒置荧光显微镜(MF53)Guangzhou Mingmei Photoelectric Co., Ltd.--
SPSS v.19.0统计软件IBM, Corp.--

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(MHCC-97L,cat. no. BNCC337741)、培养基(RPMI-1640)、FBS浓度(10%)、青霉素/链霉素浓度(100 U/ml和0.1 mol/ml)、培养条件(37°C、5% CO2)
阅读提示:Materials and methods, Cell culture
转染
转染试剂(Lipofectamine 3000)、过表达载体浓度(2.5 µg/ml)、miR-9-5p mimic浓度(25 nM)、转染后孵育时间(6小时换液,48小时检测)
阅读提示:Materials and methods, Transfection
RT-qPCR
RNA提取试剂盒(Ultrapure RNA kit)、逆转录试剂盒(HiFiScript cDNA synthesis kit)、所用引物序列、内参(MEG3用GAPDH,miR-9-5p用U6)、数据分析方法(2−ΔΔCq)
阅读提示:Materials and methods, Reverse transcription-quantitative PCR
Western blotting
蛋白提取试剂(RIPA)、定量方法(BCA)、上样量(50 µg)、凝胶浓度(10%)、膜(PVDF)、封闭液(5% BSA)、一抗/二抗稀释比和货号、显影底物(SuperSignal West Pico)
阅读提示:Materials and methods, Western blotting
荧光素酶报告实验
报告载体(pmirGLO含野生型3'-UTR)、共转染的miRNA模拟物/NC、检测时间(48小时)、归一化方法(firefly/Renilla)
阅读提示:Materials and methods, Luciferase reporter assay
细胞功能实验
CCK8:细胞密度(1×10^4 cells/well)、孵育时间(48小时)、CCK8试剂体积(10 µl)、检测波长(450 nm);凋亡:细胞数量(1×10^6)、Annexin V-FITC和PI用量(各3 µl);迁移:划痕工具(10 µl枪头)、检测时间点(0和24小时)
阅读提示:Materials and methods, CCK8 assay, FCM analysis of cell apoptosis, Wound healing assay