SP-1激活的LINC01016过表达通过抑制EIF4A3介导的MMP9 mRNA降解促进胃癌侵袭和转移

SP-1-activated LINC01016 overexpression promotes gastric cancer invasion and metastasis through inhibiting EIF4A3-mediated MMP9 mRNA decay.

作者信息Ying Sun, Hui Zhang, Duan-Bo Shi, Peng Gao
PMID39881131
发布时间2025-01-29
DOI10.1038/s41419-024-07250-z

实验完整度

包含临床样本分析、细胞功能实验、RNA pull-down/RIP、ChIP、体内异种移植模型等多个独立证据层级,并进行了功能验证和机制验证。

主要模型

胃癌细胞系HGC27和BGC823 人正常胃上皮细胞系GES-1 裸鼠异种移植瘤模型 胃癌临床组织样本

重点核对

LINC01016的表达水平在GC组织(51例LNM vs 29例无LNM)和细胞系中的检测 SP-1作为转录因子对LINC01016启动子的调控(ChIP和荧光素酶报告基因) EIF4A3与LINC01016及MMP9 mRNA的结合(RNA pull-down和RIP) LINC01016过表达或敲低对细胞迁移和侵袭的影响(Transwell实验) 体内异种移植模型中LINC01016敲低对肿瘤生长和肺转移的影响

摘要

长链非编码RNA(lncRNAs)在胃癌(GC)发展过程中是关键的调节因子,并可能是可行的治疗靶点。在本研究中,我们表明长基因间非编码RNA 01016(LINC01016)在伴有淋巴结转移(LNM)的GC组织中的表达显著高于无LNM的组织。LINC01016过表达预示着较差的无复发生存期(RFS)和总生存期(OS)。此外,我们发现LINC01016被转录因子SP-1激活,并有助于细胞迁移能力的显著提升。通过RNA pull-down assay、质谱和western blot,EIF4A3被鉴定为LINC01016的结合伴侣。我们确定LINC01016可以阻断EIF4A3与MMP9 mRNA的结合,从而抑制EIF4A3介导的无义介导的RNA decay(NMD),增加MMP9 mRNA水平和蛋白表达水平以促进肿瘤进展。LINC01016或LINC01016介导的EIF4A3/MMP9可能是GC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
LINC01016在胃癌转移中的作用及其分子机制是什么?SP-1能否激活LINC01016转录,LINC01016如何通过EIF4A3影响MMP9表达?
核心机制
LINC01016核内与EIF4A3结合,阻断EIF4A3与MMP9 mRNA的结合,从而抑制EIF4A3介导的无义介导RNA decay(NMD),导致MMP9 mRNA和蛋白水平升高,促进胃癌细胞迁移和侵袭。
主要证据
通过RNA pull-down和RIP实验证实LINC01016与EIF4A3结合,并阻断EIF4A3与MMP9 mRNA的相互作用;过表达EIF4A3降低MMP9表达,而LINC01016过表达增加MMP9表达;体内异种移植实验显示LINC01016敲低减少肺转移并降低MMP9水平。
研究意义
LINC01016或LINC01016介导的EIF4A3/MMP9可能成为胃癌患者的潜在治疗靶点和诊断标志物。

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

临床样本和细胞系中LINC01016的表达分析

评估LINC01016在胃癌组织(有或无LNM)及细胞系中的表达水平。

通过qRT-PCR检测80例胃癌组织(51例LNM,29例无LNM)中LINC01016的表达,并在GC细胞系(HGC27、BGC823等)和正常胃上皮细胞GES-1中检测表达。

2

LINC01016亚细胞定位

确定LINC01016在细胞内的分布。

通过RNA FISH和核质分离实验检测LINC01016的定位。

3

转录因子SP-1对LINC01016的调控

验证SP-1是否激活LINC01016转录。

通过构建LINC01016启动子截短报告质粒,进行荧光素酶报告基因实验;使用ChIP实验验证SP-1与启动子结合。

4

LINC01016对GC细胞迁移和侵袭的影响

评估LINC01016过表达或敲低对细胞迁移和侵袭能力的影响。

通过Transwell实验检测过表达LINC01016或敲低后的细胞迁移和侵袭能力。

5

鉴定LINC01016结合蛋白

鉴定与LINC01016结合的蛋白质。

通过RNA pull-down实验结合质谱和western blot鉴定EIF4A3等结合蛋白,并通过RIP实验验证。

6

EIF4A3对MMP9表达的影响

验证EIF4A3是否调控MMP9表达。

通过RNA-seq分析EIF4A3过表达细胞中的基因表达变化,并通过RT-qPCR和western blot验证MMP9下调。

7

LINC01016对MMP9表达的影响及机制

证明LINC01016通过EIF4A3影响MMP9表达。

通过RT-qPCR和western blot检测LINC01016过表达或敲低后MMP9 mRNA和蛋白水平,并通过RIP实验检测LINC01016对EIF4A3与MMP9 mRNA结合的影响。

8

体内实验验证LINC01016对肿瘤生长和转移的影响

在体内模型中验证LINC01016对肿瘤生长和转移的作用。

通过皮下和尾静脉注射稳定敲低LINC01016的HGC27细胞构建异种移植瘤模型,观察肿瘤生长和肺转移情况。

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
TRIzol试剂Invitrogen--
人类8x60K lncRNA微阵列v2.0Arraystar--
安捷伦扫描仪G2505BAgilent--
1640培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
Roche X tremegene™ siRNA转染试剂Roche--
tuborfect转染试剂Thermo Fisher Scientific--
pGPU6/GFP/Neo载体GenePharma--
Ribo荧光原位杂交试剂盒RiboBio--
PARIS试剂盒Invitrogen--
逆转录cDNA合成试剂盒Toyobo--
FastStart Essential DNA Green MasterRoche--
FITC Annexin V凋亡检测试剂盒Beyotime--
碘化丙啶----
抗SP-1抗体Abcamab231778
抗EIF4A3抗体Proteintech17504-1-AP
抗MMP9抗体Proteintech82854-8-RR
抗GAPDH抗体Biossbsm-33033M
抗ki67抗体Proteintech--
pGL3-Basic载体Promega--
双荧光素酶报告基因检测系统Promega--
MEGAscript T7转录试剂盒Ambion--
MEGAclear试剂盒Ambion--
Magna RIP RNA结合蛋白免疫沉淀试剂盒Millipore--
EZ-Magna染色质免疫沉淀试剂盒Millipore--
安捷伦2100 RNA Nano 6000检测试剂盒Agilent--
Nu/nu无胸腺裸鼠Weitonglihua Biotechnology--

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
临床样本收集
组织来源(Qilu Hospital of Shandong University和Weifang people's hospital),样本量80例(51例LNM,29例无LNM),采集时间2012-2014
阅读提示:Materials and methods, Clinical samples
细胞培养
细胞系来源(ATCC),培养条件(1640培养基+10% FBS,37°C,5% CO2)
阅读提示:Materials and methods, Cell lines and culture
细胞转染
转染试剂(Roche X tremegene™ siRNA transfection reagent和tuborfect transfection reagent),LINC01016敲低序列(si-LINC01016-3)和过表达质粒(pcDNA3.1-LINC01016)
阅读提示:Materials and methods, Cell transfection
转录因子验证
SP-1结合位点(-434~-43bp),ChIP实验条件(anti-SP-1抗体,IgG阴性对照)
阅读提示:Materials and methods, ChIP assay;Results, SP-1 activates LINC01016 transcription
RNA结合实验
RNA pull-down和RIP的条件(抗体:anti-EIF4A3,结合区域:LINC01016 1217-1857nt),MMP9 mRNA结合检测
阅读提示:Materials and methods, RNA pull-down assay, RIP assay;Results, EIF4A3 reduces the levels of MMP9 mRNA
体内实验
细胞注入方式(皮下和尾静脉,8×10^5细胞/只),每组5只,观察时间7周
阅读提示:Materials and methods, Tumor xenograft model;Results, LINC01016 may be a potential therapeutic target in GC