hsa_circ_0058495介导的IGF2BP2泛素化及MEKK1的m6A修饰促进胰腺导管腺癌的进展

Hsa_circ_0058495-mediated IGF2BP2 ubiquitination and m6A modification of MEKK1 promote the progression of PDAC.

作者信息Shengnan Lv, Jian Zhang, Xinyu Peng, Huan Liu, Tongjia Chu, Ziyu Liu, Kehang Duan, Jianxiong Guo, Jie Wang, Yan Liu, Feng Wei
PMID41041073
发布时间2025-09-12
DOI10.7150/thno.117202

实验完整度

包含体外细胞功能实验、体内KPC及PDX模型、单细胞转录组分析等多个独立证据层级,并明确进行功能验证与机制验证。

主要模型

人胰腺癌细胞系BxPC3、PANC1 KPC小鼠自发PDAC模型 免疫缺陷小鼠(NOD-SCID)原位瘤模型 PDX小鼠模型

重点核对

hsa_circ_0058495在PDAC组织和外泌体中的表达水平(RT-qPCR、FISH) hsa_circ_0058495与IGF2BP2的相互作用及对IGF2BP2蛋白稳定性的影响(RNA pull-down、RIP、CHX实验) TRIM25介导的IGF2BP2泛素化及hsa_circ_0058495的抑制作用(Co-IP、泛素化实验) IGF2BP2对MEKK1 mRNA的m6A依赖性稳定作用(MeRIP-RT-qPCR、放线菌素D实验) 外泌体hsa_circ_0058495对M2巨噬细胞极化的影响(流式细胞术、RT-qPCR、Western blot)

摘要

背景:胰腺导管腺癌(PDAC)是一种高度侵袭性恶性肿瘤,临床预后极差。我们鉴定出hsa_circ_0058495在PDAC组织和PDAC细胞来源的外泌体中显著上调,并促进肿瘤增殖和侵袭。然而,其致癌功能的分子机制仍不完全清楚。方法:通过RNA测序分析差异表达的circRNA。通过Western blotting、RT-qPCR、免疫共沉淀、RNA pull-down和RNA免疫沉淀实验研究hsa_circ_0058495的功能作用及其分子相互作用。采用共聚焦显微镜和PET/CT成像在体外和体内描绘其生物学效应。结果:hsa_circ_0058495在PDAC来源的外泌体中富集,并通过阻止TRIM25介导的泛素化和减弱自噬依赖性降解来稳定IGF2BP2。稳定的IGF2BP2增强了MEKK1 mRNA的稳定性,导致持续的ERK1/2磷酸化,从而促进PDAC细胞增殖和侵袭。此外,外泌体hsa_circ_0058495促进M2巨噬细胞极化,从而形成免疫抑制性肿瘤微环境。结论:hsa_circ_0058495通过稳定IGF2BP2和激活MEKK1-ERK信号级联促进PDAC进展,而外泌体转移的hsa_circ_0058495驱动M2巨噬细胞极化以增强肿瘤相关的免疫抑制。这些发现将hsa_circ_0058495确立为PDAC进展的关键调节因子,并强调其作为诊断生物标志物和治疗靶点的潜在用途。

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
hsa_circ_0058495在PDAC中发挥致癌功能的分子机制是什么?
核心机制
hsa_circ_0058495通过结合IGF2BP2的KH3-4结构域,阻止TRIM25介导的泛素化并抑制自噬依赖性降解,从而稳定IGF2BP2;稳定后的IGF2BP2作为m6A阅读蛋白,增强MEKK1 mRNA的稳定性,激活ERK1/2信号通路,促进PDAC进展。同时,外泌体中的hsa_circ_0058495通过IGF2BP2-MEKK1轴诱导M2巨噬细胞极化,形成免疫抑制微环境。
主要证据
体外实验(RT-qPCR、Western blot、EdU、CCK-8、划痕实验)表明hsa_circ_0058495促进PDAC细胞增殖和侵袭;RNA pull-down、RIP和Co-IP实验验证了hsa_circ_0058495与IGF2BP2的相互作用及对泛素化的抑制;MeRIP-RT-qPCR证明MEKK1 mRNA的m6A修饰;体内实验(KPC、PDX模型)显示外泌体hsa_circ_0058495促进肿瘤生长并增加M2巨噬细胞浸润。
研究意义
本研究揭示了hsa_circ_0058495-IGF2BP2-MEKK1轴在PDAC进展中的关键作用,表明hsa_circ_0058495可作为PDAC的诊断生物标志物和潜在治疗靶点。

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

鉴定hsa_circ_0058495在PDAC中的表达和临床相关性

确定hsa_circ_0058495在PDAC组织和外泌体中的表达特征及其与患者预后的关联

利用GEO数据集和PDAC组织来源的外泌体RNA测序分析差异表达的circRNA;通过RT-qPCR、FISH检测PDAC细胞系、组织及血清中hsa_circ_0058495的表达;结合患者临床数据进行Kaplan-Meier生存分析和临床病理特征关联分析

2

验证hsa_circ_0058495的环状结构和亚细胞定位

确认hsa_circ_0058495是真正的circRNA并确定其亚细胞分布

通过Sanger测序验证反向剪接位点;用放线菌素D和RNase R处理检测RNA稳定性;核质分离和FISH检测亚细胞定位

3

解析hsa_circ_0058495与IGF2BP2的直接相互作用

确定hsa_circ_0058495结合IGF2BP2的具体结构域

通过RNA pull-down质谱分析鉴定IGF2BP2为结合蛋白;构建IGF2BP2截短体(RRM1-2、KH1-2、KH3-4)和hsa_circ_0058495片段,利用RIP和RNA pull-down验证结合区域

4

研究hsa_circ_0058495对IGF2BP2蛋白稳定性的调控

阐明hsa_circ_0058495是否通过影响泛素化和自噬途径稳定IGF2BP2蛋白

使用CHX处理检测IGF2BP2半衰期;用MG132、Baf-A1、3-MA和雷帕霉素处理细胞以区分降解途径;检测自噬标记物LC3和p62;用RFP-GFP-LC3报告系统评估自噬流

5

鉴定TRIM25介导的IGF2BP2泛素化及hsa_circ_0058495的抑制机制

确定催化IGF2BP2泛素化的E3连接酶以及hsa_circ_0058495如何阻断该过程

通过IP-MS筛选与IGF2BP2结合的E3连接酶,验证TRIM25的作用;检测TRIM25对IGF2BP2不同结构域的泛素化影响;验证hsa_circ_0058495过表达是否抑制TRIM25介导的泛素化

6

评估hsa_circ_0058495对PDAC细胞体外和体内功能的影响

验证hsa_circ_0058495对PDAC增殖、侵袭和体内肿瘤生长的作用

通过siRNA敲低和过表达质粒改变hsa_circ_0058495水平,进行EdU、CCK-8和划痕实验检测细胞增殖和侵袭;在KPC小鼠、免疫健全和免疫缺陷小鼠原位模型及PDX模型中通过尾静脉注射过表达hsa_circ_0058495的外泌体,评估肿瘤生长

7

阐明IGF2BP2通过m6A修饰稳定MEKK1 mRNA并激活ERK通路

确定IGF2BP2的下游靶标及其调控机制

通过RIP-seq和METTL3敲低实验鉴定MEKK1为IGF2BP2的靶点;用RT-qPCR和放线菌素D实验检测IGF2BP2对MEKK1 mRNA稳定性的影响;用SRAMP预测m6A位点并通过MeRIP-RT-qPCR验证;通过Western blot检测ERK1/2磷酸化水平

8

研究外泌体hsa_circ_0058495对巨噬细胞M2极化的影响

验证外泌体传递的hsa_circ_0058495是否通过IGF2BP2-MEKK1轴促进M2巨噬细胞极化

用PDAC细胞来源的外泌体处理THP-1细胞,检测M1/M2标志物表达;敲低IGF2BP2或MEKK1验证其介导作用;在PDX模型中用流式细胞术分析肿瘤相关巨噬细胞极化

9

单细胞转录组分析PDAC肿瘤微环境

从单细胞水平揭示hsa_circ_0058495表达与M2巨噬细胞极化的关联

对5例PDAC患者肿瘤组织进行scRNA-seq,根据hsa_circ_0058495表达高低分组,分析细胞组成和巨噬细胞极化状态

10

探讨EIF4A3对hsa_circ_0058495生物合成的作用

验证EIF4A3是否通过与RHBDD1前体mRNA结合促进hsa_circ_0058495的环化

通过siRNA敲低和过表达EIF4A3,检测hsa_circ_0058495水平变化;用RNA pull-down验证EIF4A3与内含子区域的结合

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
1640培养基Gibco11875119
胎牛血清BI04-001-1ACS
DMEM-F12培养基Thermo-Fisher11320033
DMEM培养基Gibco11965092
Lipo2000转染试剂Thermo-Fisher11668019
TRIzol试剂Invitrogen15596-018
SYBR Green染料TakaraRR820A
RIPA裂解液Thermo-Fisher89900
蛋白酶抑制剂混合物Thermo-Fisher78429
抗IGF2BP2抗体CST14672
抗EIF4A3抗体Biossbs-14548R
MAPK家族抗体套装CST9926
磷酸化MAPK家族抗体套装CST9910
抗泛素抗体Abcamab134953
抗K48抗体CST4289
抗Flag抗体Proteintech66008-4-Ig
抗HA抗体Proteintech51064-2-AP
抗LC3A/B抗体CST12741
抗SQSTM1抗体Santa Cruzsc-26675
抗TRIM25抗体Proteintech67314-1-Ig
抗精氨酸酶-1抗体Proteintech16001-1-AP
抗iNOS抗体Proteintech18985-1-AP
抗CD206抗体Proteintech81525-1-RR
抗CD86抗体Proteintech13395-1-AP
抗α-微管蛋白抗体Santa Cruzsc-8035
抗β-肌动蛋白抗体Lifespaceo1030300012
CCK-8试剂盒BeyotimeC0038
Cell-Light EdU Apollo 488体外试剂盒RibobioC10310-3
Pierce RNA 3'端脱硫生物素标记试剂盒Thermo-Fisher20163
Pierce磁珠RNA-蛋白质pull-down试剂盒Thermo-Fisher20164
RNA免疫沉淀试剂盒GeenseedP0101
Pierce免疫共沉淀试剂盒Thermo-Fisher88804
Pierce IP裂解液Thermo-Fisher87788
基质胶Corning354230
FAC Sort流式细胞仪BD--
IL-1β ELISA试剂盒InvitrogenA35574
TNF-α ELISA试剂盒InvitrogenA42898
TGF-β ELISA试剂盒InvitrogenBMS249-4
IL-10 ELISA试剂盒InvitrogenBMS215INST
GraphPad Prism软件----
SPSS软件IBM--

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、培养基种类、血清浓度、培养条件(温度、CO2浓度)
阅读提示:Methods: Cell lines and cell culture
hsa_circ_0058495敲低和过表达
siRNA和过表达质粒的序列、转染试剂、转染时间、转染效率验证
阅读提示:Methods: Vector construction, Transfection, 图S1F
外泌体处理
外泌体提取方法、给药途径、给药频率、剂量
阅读提示:Methods: In vivo tumorigenicity assay, 图S2A
动物模型
动物品系、周龄、性别、肿瘤细胞注射数量、注射方式、观察时间
阅读提示:Methods: In vivo tumorigenicity assay, Orthotopic mouse model, PDX mouse model
蛋白检测
抗体来源、稀释比例、封闭条件、曝光时间
阅读提示:Methods: Western blot analysis
m6A相关实验
MeRIP实验的步骤、抗体、RT-qPCR引物
阅读提示:Methods: MeRIP-RT-qPCR详细步骤未提供,可从正文图6H和图S3H推断