Musashi-1与miR-147前体相互作用介导两种禽逆转录病毒共感染诱导的协同致瘤性

Musashi-1 and miR-147 Precursor Interaction Mediates Synergistic Oncogenicity Induced by Co-Infection of Two Avian Retroviruses.

作者信息Defang Zhou, Longying Ding, Menglu Xu, Xiaoyao Liu, Jingwen Xue, Xinyue Zhang, Xusheng Du, Jing Zhou, Xiyao Cui, Ziqiang Cheng
PMID36291177
期刊Cells
发布时间2022-10-21
DOI10.3390/cells11203312

实验完整度

包含体外细胞实验(CEF/DF-1)、体内鸡肿瘤模型、组学筛选(TMT蛋白组和miRNA测序)及机制验证(RNA ChIP、双荧光素酶、敲低/过表达)。

主要模型

鸡胚成纤维细胞(CEF) DF-1细胞系 SPF鸡肿瘤模型

重点核对

CEF和DF-1细胞的培养条件(DMEM、10% FBS、37°C、5% CO2) ALV-J(NX0101株,103.8 TCID50)和REV(SNV株,103.2 TCID50)的感染剂量及时间(48、72、96 hpi) miR-147 mimics/inhibitors、MSI1、KIAA1199、NF-κB p50的过表达或敲低质粒转染浓度及时间 双荧光素酶报告基因实验中293T细胞转染miR-147 mimics(40 nM)和3'UTR报告质粒 SPF鸡胚分组及接种剂量(每胚ALV-J 100 μL、REV 100 μL,6胚龄)

摘要

禽白血病病毒J亚群(ALV-J)与网状内皮组织增生症病毒(REV)在共感染的鸡群中的协同作用已被频繁报道。尽管在理解ALV和REV的肿瘤发生机制方面已取得重大进展,但这两种简单的致癌逆转录病毒如何诱导协同致瘤性仍不清楚。在本研究中,我们发现ALV-J和REV在体外协同促进彼此复制、抑制细胞衰老并激活上皮间质转化(EMT)。机制上,ALV-J和REV的结构蛋白协同激活Musashi-1(MSI1)的表达,MSI1通过其RNA结合位点直接靶向pri-miR-147。这抑制了miR-147的成熟,从而解除对NF-κB/KIAA1199/EGFR信号通路的抑制,进而抑制细胞衰老并激活EMT。我们揭示了ALV-J和REV在体外诱导的协同致瘤机制。阐明这两种简单逆转录病毒的协同致瘤性有助于理解ALV-J和REV共感染时的肿瘤发生机制,并有助于识别有前景的分子靶点和联合控制ALV-J和REV及开发临床技术的关键障碍。

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
ALV-J和REV共感染如何协同诱导肿瘤发生?其潜在的分子机制是什么?
核心机制
ALV-J和REV的结构蛋白(尤其是gag)协同激活MSI1表达,MSI1通过RNA结合位点直接靶向pri-miR-147,抑制miR-147成熟,从而解除对NF-κB/KIAA1199/EGFR信号通路的抑制,抑制细胞衰老并激活EMT。
主要证据
体外CEF/DF-1细胞实验显示共感染协同抑制衰老、激活EMT;TMT蛋白组和miRNA测序鉴定出MSI1、miR-147及相关分子;RNA ChIP证实MSI1结合pri-miR-147;双荧光素酶实验证实miR-147靶向NF-κB p50和KIAA1199;体内鸡肿瘤模型验证了共感染诱导肿瘤及关键分子变化。
研究意义
揭示了两种简单逆转录病毒协同致瘤的新机制,为理解ALV-J和REV共感染的肿瘤发生机制提供了依据,并有助于识别联合控制ALV-J和REV的分子靶点和关键障碍。

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

体外共感染模型建立与表型检测

验证ALV-J和REV共感染是否协同影响病毒复制、细胞衰老和EMT。

用ALV-J和REV单独或共感染CEF细胞,分别在48、72、96 hpi检测病毒RNA和蛋白水平,通过SA-β-Gal染色评估衰老,通过Western blot检测EMT标志物。

2

组学筛选关键宿主分子

鉴定与协同致瘤相关的关键宿主分子。

对共感染、单感染和未感染的CEF细胞进行TMT标记蛋白质组学和miRNA全基因组测序,分析差异表达蛋白和miRNA。

3

验证候选分子与致瘤性的关系

验证miR-147、MSI1、KIAA1199和NF-κB p50是否影响细胞衰老和EMT。

在CEF细胞中通过转染miR-147 mimics/inhibitors、过表达或敲低MSI1、KIAA1199、NF-κB p50,检测细胞衰老和EMT变化。

4

验证MSI1直接靶向pri-miR-147

验证MSI1是否直接结合pri-miR-147并抑制其成熟。

通过qPCR检测pri-miR-147和成熟miR-147的表达,利用RNA ChIP检测MSI1与pri-miR-147的结合,构建MSI1突变体并检测其对miR-147成熟的影响。

5

验证miR-147靶向NF-κB p50和KIAA1199

确认miR-147直接靶向NF-κB p50和KIAA1199的3'UTR。

在293T细胞中进行双荧光素酶报告基因实验,将miR-147 mimics与野生型或突变型3'UTR报告质粒共转染,检测荧光素酶活性。

6

验证NF-κB/KIAA1199/EGFR通路激活

验证ALV-J和REV共感染是否协同激活该通路。

检测共感染细胞中NF-κB p65、磷酸化IκBα、EGFR的表达,并通过shRNA敲低NF-κB p65或KIAA1199检测对通路的影响。

7

验证病毒结构蛋白协同激活MSI1

探究ALV-J和REV的结构蛋白对MSI1表达的协同促进作用。

在DF-1细胞中分别转染ALV-J或REV的结构蛋白(gag、pol、env)并结合病毒感染,检测MSI1蛋白水平。

8

体内肿瘤模型验证

在活体鸡中验证共感染诱导的协同致瘤性和分子变化。

用ALV-J和REV单独或共感染SPF鸡胚,观察肿瘤发生,并检测肿瘤组织中关键分子表达。

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
杜氏改良Eagle培养基----
胎牛血清----
青霉素/链霉素----
L-谷氨酰胺----
快速定点突变试剂盒TIANGEN--
BCA蛋白定量试剂盒Bio-Rad--
AKTA纯化系统GE Healthcare--
Q Exactive质谱仪Thermo Fisher Scientific--
Dual-Lumi™荧光素酶报告基因检测试剂盒Beyotime--
抗ALV-J包膜蛋白抗体Animal Pathology Lab, Shandong Agriculture University--
抗REV包膜蛋白抗体Animal Pathology Lab, Shandong Agriculture University--
抗N-钙黏蛋白抗体Abcamab76011
抗E-钙黏蛋白抗体Abcamab40772
抗波形蛋白抗体Abcamab92547
抗SNAIL抗体Abcamab85936
抗Flag抗体EngibodyAT0022
抗HA抗体EngibodyAT0024
抗KIAA1199抗体Biossbs-21528R
抗EGFR抗体Biossbs-10007R
抗MSI1抗体Abcamab52865
抗p50抗体Biossbs-1194R
HRP标记的山羊抗兔二抗Engibody--
HRP标记的山羊抗小鼠二抗Engibody--
增强型HRP-DAB显色底物试剂盒Tiangen--
天根RNeasy迷你试剂盒TIANGEN--
Taqman Gold逆转录试剂盒Applied Biosystems--
SYBR® Premix Ex Taq----
miRcute miRNA第一链cDNA合成试剂盒TIANGEN--
miRcute miRNA qPCR检测试剂盒(SYBR Green)TIANGEN--
ABI PRISM 7500Applied Biosystems--
抗NF-κB p65抗体Bioss--
FITC标记的抗兔IgG抗体Engibody--
DAPI----
衰老β-半乳糖苷酶染色试剂盒Beyotime--
鸡NF-κB p65 ELISA试剂盒Senbeijia--
鸡NF-κB P-IκBα ELISA试剂盒Senbeijia--
RNA ChIP试剂盒Active Motif--

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
细胞培养与病毒感染
CEF和DF-1细胞培养条件,病毒株和感染剂量(ALV-J NX0101:103.8 TCID50;REV SNV:103.2 TCID50),感染时间点(48、72、96 hpi)
阅读提示:见Materials and Methods 2.1
组学筛选
CEF细胞感染72小时后收集,TMT标记和miRNA测序的实验条件
阅读提示:见Materials and Methods 2.4和2.5
基因操作
质粒转染浓度(如miR-147 mimics 40 nM)、转染时间(48小时)、细胞类型(CEF或293T)
阅读提示:见Results 3.3和3.5,Figure legends
分子相互作用检测
RNA ChIP实验条件,双荧光素酶报告基因检测时间
阅读提示:见Materials and Methods 2.6和2.12
体内肿瘤模型
SPF鸡胚数量、分组、接种剂量和途径,饲养条件,观察时间
阅读提示:见Materials and Methods 2.2