ETS-1激活的LINC01016过表达通过抑制RFFL介导的DHX9泛素化降解促进乳腺癌肿瘤进展

ETS-1-activated LINC01016 over-expression promotes tumor progression via suppression of RFFL-mediated DHX9 ubiquitination degradation in breast cancers.

作者信息Ying Sun, Hui Zhang, Ranran Ma, Xiangyu Guo, Guohao Zhang, Sen Liu, Wenjie Zhu, Haiting Liu, Peng Gao
PMID37550275
发布时间2023-08-08
DOI10.1038/s41419-023-06016-3

实验完整度

包含临床样本分析、体外细胞功能实验(增殖、迁移、凋亡、周期)、分子机制验证(RNA pull-down、Co-IP、泛素化实验)及体内异种移植模型,证据层级多且含功能与机制验证。

主要模型

乳腺癌临床组织样本(101例原发BC样本) 人乳腺癌细胞系MDA-MB-231和MDA-MB-468 人乳腺癌细胞系T47D和MDA-MB-453 人正常乳腺上皮细胞系MCF-10A 裸鼠异种移植瘤模型(MDA-MB-231细胞皮下或尾静脉注射)

重点核对

LINC01016表达与淋巴结转移、Ki67指数相关,需验证临床样本的LNM状态(n=52 vs n=49) 细胞系中LINC01016敲低(si-LINC01016-3/4)和过表达(pcDNA3.1-LINC01016)的效率 体内实验:裸鼠皮下或尾静脉注射MDA-MB-231细胞(LV-NC或LV-shLINC01016),每个6只,观察8周 分子机制:LINC01016与DHX9结合区域的确定(617-1217 nt) RFFL介导的DHX9泛素化及MG132处理(10 μM)对DHX9蛋白水平的影响

摘要

长链非编码RNA(lncRNAs)是乳腺癌(BC)发展过程中的关键调控因子,因此可能成为可行的治疗靶点。本研究发现,长基因间非编码RNA 01016(LINC01016)在伴有淋巴结转移的BC组织样本中表达显著升高。LINC01016由转录因子ETS-1激活,可显著促进细胞增殖活性、增强细胞迁移能力、导致S期细胞周期阻滞,并降低凋亡率。通过RNA pull-down实验和质谱分析,我们发现LINC01016通过阻止E3泛素连接酶RFFL与DHX9结合,竞争性结合并稳定DHX9蛋白,从而抑制DHX9的蛋白酶体降解。这最终导致细胞内DHX9表达增加,并激活PI3K/AKT信号通路,涉及p-AKT、Bcl-2和MMP-9。本研究首次揭示LINC01016/DHX9/PI3K/AKT轴在BC进展中发挥关键作用,因此LINC01016可能作为BC患者的潜在治疗靶点。

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
探究LINC01016在乳腺癌(尤其是淋巴结转移和TNBC)中的表达、功能及其调控机制,以及其是否作为潜在治疗靶点。
核心机制
ETS-1转录激活LINC01016,LINC01016通过竞争性结合DHX9,阻止E3泛素连接酶RFFL与DHX9结合,从而抑制DHX9的泛素化降解,增加DHX9蛋白稳定性,进而激活PI3K/AKT信号通路,促进BC细胞增殖、迁移、侵袭和存活。
主要证据
临床样本中LINC01016高表达与淋巴结转移相关;体外细胞实验证实LINC01016促进增殖、迁移、侵袭并抑制凋亡;RNA pull-down和RIP证实LINC01016与DHX9结合;Co-IP和泛素化实验证实LINC01016抑制RFFL介导的DHX9泛素化;体内异种移植模型证实LINC01016敲低抑制肿瘤生长和肺转移。
研究意义
揭示LINC01016/DHX9/PI3K/AKT轴在BC进展中的新机制,提示LINC01016及其介导的信号通路可作为TNBC患者的潜在治疗靶点。

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

临床样本中LINC01016表达与临床病理特征分析

评估LINC01016在BC组织中的表达水平及其与淋巴结转移和预后等临床特征的关系。

收集101例原发BC样本(52例有LNM,49例无LNM),通过qRT-PCR检测LINC01016表达,并分析其与临床病理参数(年龄、组织学分级、ER、PR、Her-2、Ki-67、肿瘤大小、淋巴转移)的相关性。

2

LINC01016在BC细胞系中的表达与定位

确定LINC01016在BC细胞中的表达水平及其亚细胞定位。

通过qRT-PCR检测LINC01016在MCF-10A、T47D、MDA-MB-453、MDA-MB-231和MDA-MB-468细胞中的表达;通过RNA FISH和核质分离qRT-PCR确定LINC01016的定位。

3

ETS-1对LINC01016转录调控的验证

验证转录因子ETS-1是否直接结合并激活LINC01016启动子。

克隆LINC01016启动子不同片段到pGL3-Basic载体,通过双荧光素酶报告基因实验确定核心启动子区域;过表达候选转录因子检测对启动子活性的影响;通过ChIP实验验证ETS-1与LINC01016启动子的直接结合。

4

LINC01016对BC细胞功能的影响

检测LINC01016表达改变对细胞增殖、迁移、侵袭、凋亡和细胞周期的影响。

通过ASO或pcDNA3.1载体敲低或过表达LINC01016,进行克隆形成、EdU、MTS、Transwell、划痕、流式凋亡和周期实验。

5

LINC01016结合蛋白的鉴定及功能验证

鉴定与LINC01016相互作用的蛋白,并验证其在LINC01016功能中的中介作用。

RNA pull-down结合质谱鉴定候选蛋白,通过Western blot和RIP验证DHX9与LINC01016的结合;在LINC01016过表达细胞中敲低DHX9,检测细胞表型变化。

6

验证LINC01016对DHX9蛋白稳定性及泛素化的影响

探究LINC01016是否通过影响DHX9的泛素化降解来调节其蛋白水平。

使用CHX处理检测DHX9蛋白半衰期,MG132处理检测蛋白酶体降解,通过泛素化实验评估LINC01016对DHX9泛素化水平的影响。

7

鉴定RFFL为DHX9的E3泛素连接酶并验证竞争性结合

鉴定DHX9的E3泛素连接酶,并验证LINC01016是否竞争性抑制RFFL与DHX9的结合。

通过Co-IP结合质谱鉴定RFFL,Co-IP验证DHX9与RFFL相互作用;过表达RFFL检测DHX9蛋白水平和泛素化;Co-IP检测LINC01016对RFFL-DHX9结合的影响;RNA pull-down检测RFFL对LINC01016-DHX9结合的影响。

8

验证LINC01016激活PI3K/AKT信号通路

探究LINC01016是否通过DHX9依赖方式激活PI3K/AKT信号通路。

Western blot分析LINC01016过表达或敲低DHX9时PI3K/AKT通路蛋白(p-AKT, Bcl-2, MMP-9)的表达变化。

9

体内验证LINC01016敲低对肿瘤生长和转移的影响

评估敲低LINC01016在体内对BC肿瘤生长、侵袭和转移的影响。

建立裸鼠皮下异种移植和尾静脉注射转移模型,注射LV-NC或LV-shLINC01016的MDA-MB-231细胞,监测肿瘤体积,8周后处死,检测肿瘤重量、Ki-67染色、局部侵袭和肺转移情况。

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
Turbofect转染试剂Thermo Fisher Scientific--
pGPU6/GFP/Neo载体GenePharma--
RNA FISH试剂盒RiboBio--
DAPI----
荧光显微镜Olympus--
PARIS试剂盒Invitrogen--
FastStart Universal SYBR Green MasterRoche Diagnostic GmbH--
碘化丙啶Beyotime--
FITC-Annexin V凋亡检测试剂盒Beyotime--
FACS can流式细胞仪BD Biosciences--
ETS-1抗体Abcamab307672
DHX9抗体AbcamAb26271
RFFL抗体Proteintech12687-1-AP
HA抗体Proteintech81290-1-RR
Bcl-2抗体Proteintech12789-1-AP
MMP-9抗体Proteintech10375-2-AP
p-AKT (Ser 473)抗体Proteintech80455-1-RR
AKT抗体Proteintech60203-2-Ig
微管蛋白抗体Bioss--
Ki67抗体Proteintech--
FLAG标签抗体Cell Signaling Technology14793
蛋白A/G琼脂糖珠BeyotimeP2012
pGL3-Basic载体Promega--
KpnI-XhoI限制性内切酶----
pRL-TK质粒Promega--
MEGAscript T7转录试剂盒Ambion--
MEGAclear试剂盒Ambion--
链霉亲和素磁珠Invitrogen--
裸胸腺小鼠Weitonglihua Biotechnology--
SPSS 22.0----
GraphPad Prism v5.0----

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
临床样本分析
样本来源(山东大学齐鲁医院)、数量(101例)、LNM分组(52例阳性和49例阴性)、LINC01016表达检测方法(qRT-PCR)及统计分析(卡方或Fisher精确检验)
阅读提示:Materials and methods: Clinical samples; Results第一段和表1
细胞培养和转染
细胞系(MDA-MB-231, MDA-MB-468, T47D, MDA-MB-453, MCF-10A)来源(ATCC)、转染试剂(Turbofect)、si-LINC01016序列和浓度(文中未明确说明)
阅读提示:Materials and methods: Cell culture and cell transfection
LINC01016表达调控实验
ASO序列(si-LINC01016-3/4)、过表达载体(pcDNA3.1-LINC01016)、转染效率验证(qRT-PCR)
阅读提示:Materials and methods: Cell culture and cell transfection; Results: LINC01016 enhances...; Supplementary Fig 1B, C
转录调控实验
启动子片段长度(-1000/0至-125/0)、报告基因载体(pGL3-Basic)、转录因子表达质粒、荧光素酶检测试剂盒(Promega)、ChIP实验条件
阅读提示:Materials and methods: Vector construction, Luciferase assay, ChIP and RIP
RNA pull-down和质谱
体外转录试剂盒(MEGAscript)、生物素标记RNA量(3 μg)、蛋白裂解液量(1 mg)、链霉亲和素磁珠(60 μL)、筛选标准
阅读提示:Materials and methods: RNA pull-down assay and mass spectrometry
泛素化实验
MG132浓度(10 μM)和处理时间(4小时或24小时)、CHX浓度(20 μg/mL)和处理时间(0-14小时)、共转染质粒(HA-Ub, DHX9)
阅读提示:Materials and methods: In vitro ubiquitination assay; Results: LINC01016 competitively binds...
体内实验
动物品系(裸鼠,4周龄雌性)、细胞接种数量(皮下10^7,尾静脉10^5)、分组(各6只)、观察时间(8周)、肿瘤测量公式、转移灶计数方法
阅读提示:Materials and methods: Tumor xenograft model; Results: LINC01016 may be a potential therapeutic target...