RNA N6-甲基腺苷修饰结合蛋白YTHDF1通过调控雄激素功能相关基因TRIM68促进前列腺癌进展

RNA N6-methyladenosine-modified-binding protein YTHDF1 promotes prostate cancer progression by regulating androgen function-related gene TRIM68.

作者信息Qihong Nie, Xiaoyuan Wu, Yongming Huang, Tao Guo, Jin Kuang, Chuance Du
PMID38042806
发布时间2023-12
DOI10.1186/s40001-023-01533-5

实验完整度

高

包含体外细胞实验(增殖、凋亡、迁移、侵袭)、MeRIP测序、体内裸鼠移植瘤及组织学分析,并进行了功能验证和机制验证。

主要模型

LNCAP前列腺癌细胞系 DU145和PC-3前列腺癌细胞系 RWPE-2正常前列腺细胞 BALB/c裸鼠皮下移植瘤模型

重点核对

YTHDF1敲低效率验证(si-YTHDF1-1) AR抑制剂(ARN-509)处理浓度(10 μmol/L)及时间(48 h) TRIM68过表达质粒构建及转染效率验证 裸鼠皮下移植瘤分组(si-NC、si-YTHDF1、si-TRIM68、si-YTHDF1+OE-TRIM68)及给药(氟他胺100 mg/kg,1周) 体外功能实验(CCK-8、流式凋亡、划痕、Transwell)中的细胞密度和处理时间

摘要

目的:目前尚无关于前列腺癌中m6A修饰与雄激素受体(AR)相关基因直接关系的报道。我们旨在从AR相关基因的角度研究m6A甲基化调控前列腺癌发病的机制。方法:采用qRT-PCR检测有或无AR抑制剂处理的前列腺癌细胞中m6A相关基因的表达。分别采用流式细胞术、划痕实验和Transwell实验研究YTHDF1敲低对前列腺癌细胞活力、凋亡、迁移和侵袭的影响。采用m6A RNA免疫沉淀(MeRIP)测序研究YTHDF1的作用机制。还通过体内实验探讨了YTHDF1的生物学功能。结果:YTHDF1在AR抑制剂组中显著下调。YTHDF1敲低显著降低前列腺癌细胞的AR水平、活力和m6A甲基化水平。TRIM68被确定为YTHDF1的直接靶点。YTHDF1和TRIM68敲低均增加细胞凋亡,降低前列腺癌细胞的活力、迁移和侵袭,而TRIM68过表达逆转了YTHDF1敲低对前列腺癌细胞的影响。此外,YTHDF1或TRIM68敲低显著降低前列腺癌细胞中YTHDF1、TRIM68和AR的m6A甲基化水平及mRNA和蛋白水平,而TRIM68过表达增加了上述表达水平。此外,裸鼠皮下异种移植瘤也表明TRIM68在体内可逆转YTHDF1敲低对前列腺癌的作用。结论:本研究提示,YTHDF1介导的m6A修饰通过调控雄激素功能相关基因TRIM68在前列腺癌进展中发挥关键作用。

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
m6A修饰是否通过调控雄激素功能相关基因参与前列腺癌的发病机制?
核心机制
YTHDF1通过m6A修饰直接调控TRIM68表达,进而影响雄激素受体(AR)信号通路,促进前列腺癌进展。
主要证据
体外实验中,YTHDF1敲低降低LNCAP细胞AR水平、增殖、迁移和侵袭,增加凋亡,并降低m6A甲基化水平;TRIM68过表达可逆转这些效应。体内裸鼠移植瘤实验进一步验证了TRIM68对YTHDF1敲低效应的逆转作用。
研究意义
本研究首次揭示YTHDF1介导的m6A修饰在前列腺癌中通过调控雄激素功能相关基因TRIM68的关键作用,为前列腺癌的治疗策略开发提供帮助。

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

筛选与雄激素相关的m6A基因

鉴定与雄激素功能相关的m6A修饰基因,并确定研究对象。

利用TCGA数据库和GSEA基因集,筛选差异表达的雄激素相关基因,并构建m6A基因调控网络,最终选定YTHDF1。

2

验证YTHDF1与AR的关联及AR抑制剂影响

验证YTHDF1在PC细胞中的表达及其与AR的关系,并确定AR抑制剂的最佳处理浓度。

检测正常前列腺细胞和PC细胞系中YTHDF1蛋白表达;用不同浓度AR抑制剂处理LNCAP细胞,检测细胞活力、m6A相关基因mRNA和蛋白表达。

3

YTHDF1敲低对PC细胞体外功能的影响

评估YTHDF1敲低对PC细胞增殖、凋亡、迁移、侵袭以及AR和m6A水平的影响。

用si-YTHDF1转染LNCAP细胞,检测YTHDF1敲低效率,并检测细胞活力(CCK-8)、凋亡(流式)、迁移(划痕)、侵袭(Transwell)、AR表达和m6A甲基化水平。

4

MeRIP测序鉴定YTHDF1直接靶基因

鉴定YTHDF1介导的m6A修饰的直接靶基因,并确认候选基因。

对si-YTHDF1和siNC组进行MeRIP测序,结合生物信息学分析与雄激素相关基因取交集,并用qRT-PCR和Western blot验证。

5

TRIM68功能及回补实验

验证TRIM68的功能及其是否能逆转YTHDF1敲低对PC细胞的影响。

通过si-TRIM68敲低或TRIM68过表达质粒转染LNCAP细胞,检测细胞活力、凋亡、迁移、侵袭,以及m6A水平和AR表达。

6

体内裸鼠移植瘤实验

在体内验证YTHDF1和TRIM68对肿瘤生长的影响以及TRIM68的逆转作用。

将四种处理后的LNCAP细胞皮下接种裸鼠,观察肿瘤生长,并进行组织学分析和血清指标检测。

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Thermo Fisher Scientific--
定义型角质细胞无血清培养基Thermo Fisher Scientific--
胎牛血清Thermo Fisher Scientific--
青霉素/链霉素Thermo Fisher Scientific--
ARN-509(阿帕鲁胺)BeyotimeSD0033
CCK-8试剂BeyotimeC0038
RNAiso PlusTakara--
PrimeScript RT预混液Takara--
Power SYBR Green PCR预混液Thermo--
RIPA裂解液Beyotime--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
PVDF膜MilliporeIPVH00010
抗AR抗体Proteintech22089-1-AP
抗YTHDF1抗体Proteintech17479-1-AP
抗TRIM68抗体Biossbs-17123R
二抗Jackson immune research111-035-003
ECL化学发光试剂盒----
Image Quant LAS 4000mini成像系统GE Healthcare--
无内毒素中量质粒提取试剂盒Omega Bio-Tek--
Lipofectamine 2000转染试剂Thermo11668-027
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒BD Biosciences556420
EpiQuik m6A RNA甲基化定量试剂盒Epigentek Group Inc.P-9005
AR ELISA试剂盒ELK BiotechnologyELK1829-1
Ki67抗体Cell signaling technology9027
DAB显色液----
原位细胞死亡检测试剂盒Roche11684795910
Olympus IX71倒置显微镜Olympus--
Nikon Eclipse 50i荧光显微镜Nikon--
Illumina Novaseq 6000测序平台Illumina--

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、培养基和添加物(FBS浓度、双抗浓度)、培养条件(37°C、5% CO2)
阅读提示:Materials and methods: Cell culture
AR抑制剂处理
AR抑制剂(ARN-509)浓度(10 μmol/L)、处理时间(48 h)
阅读提示:Results: 图1D;Materials and methods: CCK-8 assay
YTHDF1敲低
siRNA序列(si-YTHDF1-1)、转染试剂(Lipofectamine 2000)、转染时间(48 h)、敲低效率验证
阅读提示:Materials and methods: Cell transfection; Results: 图2A-B
体外功能实验
细胞接种密度、处理时间、检测方法(CCK-8、流式、划痕、Transwell)及染色条件
阅读提示:Materials and methods: CCK-8 assay, Flow cytometry, Wound healing assay, Transwell assay
m6A定量
RNA上样量(200 ng)、试剂盒(EpiQuik试剂盒)、检测波长(450 nm)
阅读提示:Materials and methods: RNA m6A quantification
体内实验
小鼠品系(BALB/c裸鼠)、样本量(n=20)、细胞接种量(5×10^7 cells/ml, 100 μl)、给药方案(氟他胺100 mg/kg,1周)、观察时间(5周)
阅读提示:Materials and methods: Subcutaneous xenografts of nude mice