miR-10b-5p通过靶向SLC38A2调控肝癌细胞代谢促进肿瘤生长

miR-10b-5p promotes tumor growth by regulating cell metabolism in liver cancer via targeting SLC38A2.

作者信息Mingzhi Xia, Jie Chen, Yingyun Hu, Bin Qu, Qianqian Bu, Haoming Shen
PMID38390840
发布时间2024-12-31
DOI10.1080/15384047.2024.2315651

实验完整度

包含临床样本分析、体外细胞功能实验、双荧光素酶报告基因验证机制、裸鼠异种移植模型及LC-MS代谢组学,多个独立证据层级,并有明确功能与机制验证。

主要模型

人肝癌细胞系SK-Hep-1和HepG2 人肝癌细胞系SMMC-7721裸鼠异种移植模型 PLC患者肿瘤及癌旁组织样本

重点核对

miR-10b-5p在PLC组织中的表达高于癌旁组织 miR-10b-5p mimics/inhibitors转染的细胞系及浓度 BALB/c裸鼠皮下注射SMMC-7721细胞数量及肿瘤测量时间 LC-MS代谢组学分析的差异代谢物

摘要

代谢重编程在肝癌发生中起关键作用。然而,调控原发性肝癌(PLC)代谢重编程的机制尚不清楚。通过生物信息学分析鉴定了PLC和正常组织之间差异表达的miRNA。使用RT-qPCR测定miR-10b-5p和SCL38A2的表达水平。使用IHC、WB和TUNEL法评估组织的增殖和凋亡。使用CCK-8法、Transwell法和流式细胞术测定PLC细胞的增殖、迁移、侵袭和凋亡。使用双荧光素酶报告基因实验测定miR-10b-5p与SLC38A2之间的相互作用。建立BALB/c裸鼠PLC异种移植模型,并评估致瘤性和SLC38A2表达。最后,使用液相色谱-质谱联用(LC-MS)非靶向代谢组学分析裸鼠异种移植PLC组织的代谢谱。miR-10b-5p是调控PLC的关键分子。与癌旁组织相比,肿瘤组织中miR-10b-5p表达升高。miR-10b-5p促进PLC细胞的增殖、迁移和侵袭。机制上,miR-10b-5p靶向SLC38A2促进PLC肿瘤生长。此外,miR-10b-5p在体内改变了PLC的代谢特征。miR-10b-5p的过表达导致发光黄素、叶酸、辛酰肉碱和β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸含量显著升高,而2-甲基丙醛、甘氨酰-亮氨酸和2-羟基己酸水平降低。miR-10b-5p通过靶向SLC38A2促进PLC的代谢重编程,最终促进PLC细胞的增殖、迁移和侵袭。因此,miR-10b-5p和SLC38A2是PLC诊断和治疗的潜在靶点。

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
miR-10b-5p如何通过调控代谢重编程影响原发性肝癌(PLC)的肿瘤生长?
核心机制
miR-10b-5p通过直接靶向SLC38A2的3'UTR抑制其表达,从而促进PLC细胞的增殖、迁移和侵袭,并改变肿瘤代谢特征,促进肿瘤生长。
主要证据
临床样本显示miR-10b-5p高表达;体外实验表明miR-10b-5p促进PLC细胞增殖、迁移和侵袭并抑制凋亡;双荧光素酶实验验证miR-10b-5p直接靶向SLC38A2;裸鼠移植瘤模型中miR-10b-5p过表达促进肿瘤生长并改变代谢谱。
研究意义
miR-10b-5p和SLC38A2可能成为PLC诊断和治疗的潜在靶点。

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

生信分析筛选差异miRNA

从TCGA-LIHC数据库中识别PLC与正常组织间差异表达的miRNA,并筛选关键分子。

利用TCGA-LIHC数据库(369个PLC组织,49个正常组织),通过R语言“multiMiR”或“limma”包分析,以|logFC|>1和p<.05为筛选标准,获得差异表达miRNA,其中miR-10b-5p上调倍数最高。

2

临床样本验证miR-10b-5p及增殖凋亡指标

验证miR-10b-5p在PLC患者肿瘤组织中的表达,并关联增殖和凋亡指标。

收集6对PLC组织和配对癌旁组织进行RT-qPCR检测miR-10b-5p表达,IHC检测Ki67和PCNA,WB检测Bcl-2、Bax和Cleaved caspase 3,TUNEL染色评估凋亡。

3

体外细胞功能实验验证miR-10b-5p作用

确定miR-10b-5p对PLC细胞增殖、迁移、侵袭和凋亡的影响。

在SK-Hep-1细胞中敲低miR-10b-5p,在HepG2细胞中过表达miR-10b-5p,分别用CCK-8检测增殖,Transwell检测迁移和侵袭,流式细胞术检测凋亡。

4

靶基因预测与验证

预测并验证miR-10b-5p的直接靶基因。

利用TargetScan、miRDB、Diana microT和miRanda数据库预测靶基因,获得162个重叠靶基因,其中SLC38A2有结合位点。通过双荧光素酶报告基因实验验证miR-10b-5p与SLC38A2 3'UTR的直接结合,并在HepG2细胞中检测过表达miR-10b-5p对SLC38A2表达的影响。

5

体内裸鼠异种移植模型验证肿瘤生长

验证miR-10b-5p对PLC肿瘤生长的影响。

BALB/c裸鼠皮下注射稳定转染miR-10b-5p mimics或NC mimics的SMMC-7721细胞,35天后处死,测量肿瘤体积和重量,并通过RT-qPCR、WB、IHC、TUNEL检测相关指标。

6

LC-MS非靶向代谢组学分析

分析miR-10b-5p过表达对PLC肿瘤代谢谱的影响。

对移植瘤组织进行LC-MS非靶向代谢组学分析,结合PCA和PLS-DA分析,鉴定差异代谢物,并进行通路富集分析。

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
TCGA-LIHC数据库----
RPMI 1640培养基Thermo Fisher11875119
胎牛血清Sigma-Aldrich12303C
青霉素/链霉素GE HealthcareSV30010
DMEM培养基Thermo Fisher10313021
miR-10b-5p模拟物GenePharma--
模拟物阴性对照GenePharma--
miR-10b-5p抑制剂GenePharma--
抑制剂阴性对照GenePharma--
过表达阴性对照HonorGene--
SLC38A2过表达载体HonorGene--
Lipofectamine 2000转染试剂Thermo Fisher11668019
星形孢菌素SelleckS1421
TRIzol试剂Thermo Fisher15596026
cDNA合成试剂盒CwbiotechCW2569
miRNA cDNA合成试剂盒CwbiotechCW2141
UltraSYBR MixtureCwbiotechCW2601
PCR仪Thermo FisherPIKOREAL96
切片机LeicaM199
抗Ki67抗体Abcamab16667
抗PCNA抗体Abcamab29
抗鼠二抗ProteintechSA00013-3
抗兔二抗ProteintechSA00013-2
DAB工作液ZSGB-BioZLI-9017
显微镜MoticBA410T
RIPA裂解液AbiowellAWB0136
蛋白酶抑制剂Gentihold583794
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher23227
PVDF膜Bio-Rad1620177
脱脂牛奶AbiowellAWB0004
抗Bcl-2抗体Abcamab59348
抗Bax抗体Proteintech50599-2-Ig
抗Caspase 3抗体Proteintech19677-1-Ap
抗SLC38A2抗体BiossBs-12125R
抗β-actin抗体Proteintech66009-1-Ig
HRP标记抗鼠二抗ProteintechSA00001-1
HRP标记抗兔二抗ProteintechSA00001-2
ECL显色底物AbiowellAWB0005b
TUNEL检测试剂盒KeyGEN BiotechKGA704
Annexin V-FITC/PI试剂盒KeyGEN BiotechKGA108
CCK-8溶液DojindoNU679
酶标仪Huisong TechnologyMB-530
胰蛋白酶Beyotime BiotechC0201
Transwell上室Corning33318035
Matrigel基质胶Corning356231
结晶紫Solarbio Life SciencesC8470
显微镜Beijing Cnmicro InstrumentDSZ2000X
HEK-293A细胞AbiowellAW-CNH216
Lipofectamine 2000转染试剂ThermoFisher11668019
双荧光素酶报告基因检测系统PromegaE1910
BALB/c裸鼠Hunan SJA Laboratory Animal Co., Ltd.--
miR-10b-5p模拟物或阴性对照模拟物GenePharma--
质谱仪AB SciexTripleTOF5600+
HSS T3色谱柱Waters--

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
临床样本验证
PLC患者肿瘤与癌旁组织的miR-10b-5p表达,以及增殖和凋亡指标(Ki67、PCNA、Bcl-2、Bax、Cleaved caspase 3)
阅读提示:Results 2.2节及Figure 2
细胞功能实验
SK-Hep-1和HepG2细胞的转染效率,CCK-8检测时间点,Transwell培养时间,凋亡诱导条件
阅读提示:Results 2.3节、Materials and methods 4.3、4.8、4.9节
双荧光素酶报告基因
野生型和突变型SLC38A2 3'UTR报告质粒的构建,共转染的miR-10b-5p mimic或mimic NC浓度,检测时间
阅读提示:Materials and methods 4.10节及Figure 4(d)
体内异种移植
BALB/c裸鼠周龄,接种细胞数量,肿瘤测量频率,实验终点
阅读提示:Materials and methods 4.11节及Figure 5
代谢组学
LC-MS参数(仪器、色谱柱、流动相、梯度),组织提取方法
阅读提示:Materials and methods 4.12节及Figure 6