LINC00909通过靶向SMAD4上调多能性因子并促进胰腺导管腺癌的癌症干性和转移

LINC00909 up-regulates pluripotency factors and promotes cancer stemness and metastasis in pancreatic ductal adenocarcinoma by targeting SMAD4.

作者信息Zhenchong Li, Zuyi Ma, Shujie Wang, Qian Yan, Hongkai Zhuang, Zixuan Zhou, Chunsheng Liu, Yubin Chen, Mingqian Han, Zelong Wu, Shanzhou Huang, Qi Zhou, Baohua Hou, Chuanzhao Zhang
PMID38504385
发布时间2024-03-19
DOI10.1186/s13062-024-00463-4

实验完整度

包含临床样本分析、体外细胞功能实验、机制验证(mRNA稳定性、SMAD4敲低回补)以及体内皮下和原位小鼠模型,证据层级相互独立。

主要模型

PANC-1细胞 AsPC-1细胞 BALB/c裸鼠皮下和原位移植瘤模型 80对PDAC及癌旁组织

重点核对

LINC00909过表达和敲低细胞系的构建及效率验证(RT-qPCR) SMAD4敲低效率验证(RT-qPCR,siSMAD4-2) CD133和ALDH1双阳性细胞比例的流式检测 体内实验中每组小鼠数量(皮下n=5,原位n=6) 放线菌素D处理浓度(1 mg/ml)和时间点

摘要

背景:胰腺癌干细胞对肿瘤发生和癌症转移至关重要。目前,长链非编码RNA被发现与胰腺导管腺癌干性特征相关,但其潜在机制尚不清楚。在此,我们旨在探讨LINC00909在调控胰腺癌干性和癌症转移中的作用。方法:通过原位杂交技术,在广东省人民医院队列的80对正常胰腺和胰腺导管腺癌组织中验证LINC00909的表达水平和临床特征。对空载体或编码LINC00909的载体的PANC-1细胞进行RNA测序,用于后续生物信息学分析。通过体外和体内实验检测LINC00909在癌症干性和转移中的作用。研究了LINC00909与SMAD4及多能性因子之间的相互作用。结果:LINC00909在胰腺癌组织中普遍上调,并与较差的临床病理特征和预后相关。LINC00909的过表达增强了多能性因子的表达和癌症干细胞表型,而LINC00909的敲低降低了多能性因子的表达和癌症干细胞表型。此外,LINC00909反向调控SMAD4的表达,SMAD4的敲低挽救了LINC00909缺失抑制对多能性因子和癌症干细胞表型的影响。这表明LINC00909对多能性因子和CSC表型的作用依赖于SMAD4和MAPK/JNK信号通路,SMAD4的另一个下游通路也被LINC00909激活。具体而言,LINC00909定位于胰腺癌细胞的细胞质中,并降低SMAD4 mRNA的稳定性。最后,我们发现LINC00909的过表达不仅加速了皮下小鼠模型中的肿瘤生长,还促进了原位小鼠模型中的致瘤性和脾转移。结论:我们证明LINC00909在转录后水平抑制SMAD4表达,从而上调多能性因子的表达并激活MAPK/JNK信号通路,导致胰腺癌中癌症干细胞的富集和癌症转移。补充信息:在线版本包含补充材料,可访问10.1186/s13062-024-00463-4。

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
LINC00909在胰腺导管腺癌中是否调控癌症干性和转移,其潜在机制是什么?
核心机制
LINC00909在细胞质中通过降低SMAD4 mRNA稳定性抑制SMAD4表达,进而上调多能性因子并激活MAPK/JNK信号通路。
主要证据
临床组织样本中LINC00909高表达与不良预后相关;体外过表达增强干性特征和迁移,敲低则相反;SMAD4敲低回补实验证实依赖性;体内模型显示过表达促进肿瘤生长和脾转移。
研究意义
LINC00909可能作为胰腺癌治疗的新型生物标志物和靶点。

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

临床样本中LINC00909表达与预后分析

评估LINC00909在PDAC组织中的表达水平及其与临床病理特征和预后的关联。

通过RT-qPCR检测20对新鲜PDAC组织及癌旁组织中LINC00909 mRNA水平;通过CISH检测80对组织芯片中LINC00909表达并计算H-score;进行Kaplan-Meier生存分析和多因素Cox回归分析。

2

LINC00909对PDAC细胞增殖和迁移的影响

探究LINC00909对胰腺癌细胞增殖和迁移能力的作用。

构建LINC00909过表达和敲低的PDAC细胞系,通过CCK-8、集落形成、划痕和Transwell实验检测细胞增殖和迁移能力。

3

LINC00909对胰腺癌细胞干性表型和多能性因子的影响

验证LINC00909是否调控胰腺癌干细胞表型和多能性因子的表达。

通过成球实验、流式细胞术检测CD133和ALDH1双阳性细胞比例,通过RT-qPCR和Western blot检测多能性因子(c-Myc、KLF4、OCT4、SOX2、NANOG、CD133)的mRNA和蛋白水平。

4

LINC00909调控SMAD4表达及机制的验证

探索LINC00909是否通过抑制SMAD4表达来增强干性,并验证其作用机制。

检测LINC00909过表达和敲低对SMAD4 mRNA和蛋白水平的影响;在LINC00909敲低细胞中敲低SMAD4,观察干性表型和信号通路变化;通过放线菌素D处理检测SMAD4 mRNA稳定性。

5

体内验证LINC00909对肿瘤生长和转移的影响

评估LINC00909过表达在体内对肿瘤生长和转移的作用。

将PANC-1/Vector和PANC-1/LINC00909-OE细胞皮下注射至BALB/c裸鼠腹部,测量肿瘤体积和重量;建立原位移植瘤模型,观察脾转移情况;通过H&E和IHC染色分析肿瘤组织。

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
吉西他滨Univabs814679
CD133抗体Cell Signaling Technology64326
c-Myc抗体Cell Signaling Technology5605
NANOG抗体Cell Signaling Technology4903
SOX2抗体Cell Signaling Technology14962
CD133抗体Cell Signaling Technology53276
ALDH1A1抗体Cell Signaling Technology65583
KLF4抗体Abcamab215036
OCT4抗体Abcamab181557
BCL-2抗体Abcamab32124
PUMA抗体Abcamab33906
β-actin抗体Abcamab8226
GAPDH抗体Abcamab8245
SMAD4抗体AffinityAF5247
磷酸化JNK抗体AffinityAF3318
JNK抗体AffinityAF6318
磷酸化JUN抗体AffinityAF3095
c-JUN抗体AffinityAF6090
TWIST抗体AffinityAF4009
SNAIL抗体AffinityAF6032
Cy3标记的LINC00909探针Servicebio--
RPMI 1640培养基Gibco--
高糖DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
DMEM/F12培养基Gibco--
B-27添加剂Gibco--
成纤维细胞生长因子Invitrogen--
表皮生长因子Invitrogen--
TRIzol试剂Invitrogen--
High Capacity RNA-to-cDNA试剂盒TakaRa--
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific23235
PVDF膜----
Tanon-5200化学发光成像系统Tanon--
激光扫描共聚焦显微镜Olympus--

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
临床样本分析
样本数量:80对PDAC及癌旁组织;来源:广东省人民医院;存储温度:80°C
阅读提示:Materials and methods:Patients and clinical samples
细胞培养
细胞系:PANC-1、BxPC-3、CAPAN-2、AsPC-1、SW1990、HPDE-6;培养基:RPMI 1640或高糖DMEM;血清浓度:10% FBS;培养条件:37°C,5% CO2
阅读提示:Materials and methods:PDAC cell lines and culture
LINC00909过表达和敲低
过表达载体:lentivirus [NR_024484.1] 编码EFS-hLINC00909-CMV-EGFP/T2A/Puro;敲低:siRNA转染(序列见表S1);筛选:嘌呤霉素
阅读提示:Materials and methods:Lentivirus infection and siRNA KD
增殖和迁移实验
CCK-8实验:每孔2×10^3细胞,培养0、24、48、72小时;集落形成:每孔3000细胞,培养7天;Transwell:5×10^4细胞,DMEM中10% FBS,下室20% FBS,24-48小时
阅读提示:Materials and methods:Proliferation assays;Wound-healing and Transwell assays
干性表型分析
成球实验:5×10^3细胞,超低吸附六孔板,DMEM/F12 + B-27 (1:50) + FGF (20 ng/ml) + EGF (20 ng/ml),培养7天,计数直径>50μm的球体;流式:CD133和ALDH1双阳性比例
阅读提示:Materials and methods:Sphere-formation assays;Figure 4D-F
SMAD4 mRNA稳定性
放线菌素D浓度:1 mg/ml;处理时间点参照图5M-O;RT-qPCR检测SMAD4 mRNA水平
阅读提示:Figure 5M-O;Materials and methods:RT-qPCR assays
体内动物模型
皮下模型:每组5只BALB/c裸鼠,注射PANC-1/Vector或PANC-1/LINC00909-OE细胞;原位模型:每组6只;肿瘤体积测量:每10天一次;6周后分析脾转移
阅读提示:Figure 7A-G;Results:LINC00909 accelerated tumor growth and metastasis in vivo