新型环状RNA hsa_circ_0036683通过介导miR-4664-3p/CDK2AP2轴抑制非小细胞肺癌的增殖和迁移

Novel circular RNA hsa_circ_0036683 suppresses proliferation and migration by mediating the miR-4664-3p/CDK2AP2 axis in non-small cell lung cancer.

作者信息Rui Liu, Han Zhang, Jiaxuan Xin, Shu-Yang Xie, Fei Jiao, You-Jie Li, Meng-Yuan Chu, Junming Qiu, Yun-Fei Yan
PMID39113208
发布时间2024-09
DOI10.1111/1759-7714.15396

实验完整度

包括体外细胞功能实验(CCK-8、伤口愈合、Transwell、EdU)、双荧光素酶报告基因、AGO2 RIP、Co-IP、RNA FISH、异种移植模型及临床组织样本验证,多层级证据支持。

主要模型

A549和H1975非小细胞肺癌细胞系 BEAS-2B人支气管上皮细胞 BALB/c裸鼠异种移植模型 NSCLC患者组织样本

重点核对

qRT-PCR验证miR-4664-3p和circ-36683在NSCLC组织和细胞系中的表达差异 双荧光素酶报告基因验证miR-4664-3p与CDK2AP2 3'UTR及circ-36683的结合 CCK-8、伤口愈合和Transwell实验评估细胞增殖和迁移 异种移植模型评估肿瘤生长和血管生成 细胞周期分析(流式细胞术)评估G0/G1期变化

摘要

背景 本研究的目的是探讨新型环状RNA hsa_circ_0036683(circ‐36683)在非小细胞肺癌(NSCLC)中的功能。 方法 使用RNA测序筛选差异表达的miRNA。通过定量逆转录聚合酶链反应(qRT‐PCR)评估肺癌细胞和组织中miR‐4664‐3p和circ‐36683的表达水平。使用细胞计数试剂盒‐8(CCK‐8)、伤口愈合、transwell迁移实验和异种移植实验评估miR‐4664‐3p和circ‐36683对增殖和迁移的影响。通过荧光素酶报告基因实验、western blot、qRT‐PCR和argonaute2‐RNA免疫沉淀(AGO2 RIP)评估circ‐36683/miR‐4664‐3p/CDK2AP2的靶向关系。使用免疫共沉淀(Co‐IP)、5‐乙炔基‐2′‐脱氧尿苷(EdU)染色和CCK‐8验证CDK2AP2在CDK2AP1过表达抑制细胞增殖中的不可或缺作用。 结果 通过RNA测序,筛选出miR‐4664‐3p在NSCLC组织中异常升高。转染miR‐4664‐3p可促进细胞增殖、迁移和异种移植肿瘤生长。作为miR‐4664‐3p的靶标,CDK2AP2的表达被miR‐4664‐3p转染下调,而CDK2AP2过表达可消除miR‐4664‐3p升高导致的增殖促进。circ‐36683由ABHD2前体mRNA的反向剪接产生,在NSCLC组织中低表达,并被鉴定为miR‐4664‐3p的海绵。功能研究表明,circ‐36683过表达抑制细胞增殖、迁移并导致G0/G1期阻滞。更重要的是,circ‐36683的抗癌功能在很大程度上依赖于miR‐4664‐3p/CDK2AP2轴,通过该轴circ‐36683可上调p53/p21/p27的表达,下调CDK2/cyclin E1的表达。 结论 本研究揭示了circ‐36683在抑制细胞增殖和迁移中的抗癌作用,并强调靶向circ‐36683/miR‐4664‐3p/CDK2AP2轴是干预NSCLC的一种有前景的策略。

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
探索新型环状RNA hsa_circ_0036683在非小细胞肺癌中的功能及其分子机制。
核心机制
circ-36683作为miR-4664-3p的海绵,上调CDK2AP2表达,进而调节p53/p21/p27和CDK2/cyclin E1信号轴,导致G0/G1期阻滞,抑制细胞增殖和迁移。
主要证据
体外实验(CCK-8、伤口愈合、Transwell、EdU)和体内异种移植模型显示circ-36683过表达抑制肿瘤生长;双荧光素酶报告基因和AGO2 RIP验证了circ-36683/miR-4664-3p/CDK2AP2的靶向关系。
研究意义
本研究揭示了circ-36683的抗癌作用,并指出circ-36683/miR-4664-3p/CDK2AP2轴是NSCLC干预的潜在治疗靶点。

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

miRNA表达谱筛选

鉴定NSCLC中异常表达的miRNA

对3对NSCLC组织进行RNA测序,筛选差异表达的miRNA,并验证miR-4664-3p的表达。

2

miR-4664-3p功能验证

验证miR-4664-3p对NSCLC细胞增殖、迁移和体内肿瘤生长的影响

通过转染miR-4664-3p mimics或inhibitor,使用CCK-8、伤口愈合、Transwell和异种移植实验评估细胞增殖、迁移和肿瘤生长。

3

miR-4664-3p下游靶基因鉴定

确定miR-4664-3p的靶基因并验证靶向关系

使用TargetScan预测靶基因,通过双荧光素酶报告基因、qRT-PCR和western blot验证CDK2AP2为直接靶标。

4

circ-36683鉴定与表征

鉴定circ-36683的环状结构、稳定性和表达特征

通过Sanger测序、RNAse R和actinomycin D处理验证其环状结构和稳定性;通过qRT-PCR和FISH检测其在细胞和组织中的表达和定位。

5

circ-36683功能验证

验证circ-36683对NSCLC细胞增殖、迁移和体内肿瘤生长的影响

通过过表达或敲低circ-36683,进行CCK-8、伤口愈合、Transwell、异种移植等实验。

6

机制验证:circ-36683/miR-4664-3p/CDK2AP2轴

验证circ-36683通过海绵吸附miR-4664-3p调控CDK2AP2表达的机制

通过双荧光素酶报告基因、AGO2 RIP、拯救实验和western blot验证轴的存在和功能。

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
DMEM培养基Procell--
RPMI 1640培养基Procell--
胎牛血清NEWZERUM--
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
PureBinding RNA免疫沉淀试剂盒GeneseedP0101
RNase A/PI染色液Solarbio--
BeyoClick EdU-488细胞增殖检测试剂盒BeyoTime Institute of Biotechnology--
CD31抗体Abcamab222783
CDK2AP2抗体Biossbs-7995R
CDK2AP1抗体Abcamab108290
P53抗体Biossbsm-33058M
CDK2抗体ABclonalA0094
cyclin E1抗体ABclonalA22461
P27抗体Bioworld Technology IncBS1858
P21抗体Proteintech10355-1-AP
E-钙黏蛋白抗体AffinityBF0219
波形蛋白抗体BioworldBS1491
c-myc抗体Proteintech10828-1-AP
GAPDH抗体BioworldAP0063

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(A549, H1975, H1299, PC-9, BEAS-2B)来源于上海细胞生物学研究所;培养基DMEM或RPMI1640含10%FBS和1%双抗;培养条件5%CO2, 37°C。
阅读提示:Methods: Cell lines and cell culture
基因转染
siRNA、miRNA mimics/inhibitors由Genepharma合成;过表达载体plc5-circ36683、pcDNA3.1-CDK2AP2、Flag-pcDNA-CDK2AP1;转染试剂Lipofectamine 2000。
阅读提示:Methods: MiRNAs, siRNAs and vector construction
功能实验
CCK-8实验检测72小时;伤口愈合实验48小时;Transwell迁移实验24小时;EdU实验处理48小时。
阅读提示:Methods: Real-time PCR, cell proliferation, migration assay... 和 图注Figure 2-7
双荧光素酶报告基因
psiCheck2-WT/MU-CDK2AP2-3'UTR或circ-36683;共转染miR-4664-3p mimics或NC;使用Lipofectamine 2000。
阅读提示:Methods: Dual-luciferase reporter gene assay
AGO2 RIP
A549细胞转染miR-4664-3p mimics;使用PureBinding RNA immunoprecipitation kit (Geneseed, P0101);qRT-PCR分析富集RNA。
阅读提示:Methods: RNA immunoprecipitation
异种移植实验
SPF雄性BALB/c裸鼠;A549细胞1×10^6/100μL皮下注射;每周测量肿瘤体积;第四周处死。
阅读提示:Methods: Xenograft model
统计分析
GraphPad Prism 8.0;两组比较用Student's t-test;多组比较用ANOVA;相关分析用Pearson;p<0.05为显著。
阅读提示:Methods: Statistical analysis