CircGLIS3通过调控miR-1343-3p/PGK1通路并抑制波形蛋白磷酸化促进胃癌进展

CircGLIS3 promotes gastric cancer progression by regulating the miR-1343-3p/PGK1 pathway and inhibiting vimentin phosphorylation.

作者信息Yongxin Zhang, Xiaofeng Wang, Wenwei Liu, Tianxiang Lei, Tang Qiao, Wei Feng, Wu Song
PMID38459513
发布时间2024-03-08
DOI10.1186/s12967-023-04625-2

实验完整度

包含体外细胞功能实验、体内动物模型、临床样本验证、RNA pull-down、双荧光素酶、RIP、Western blot及拯救实验,证据层级独立且含功能与机制验证。

主要模型

胃癌细胞系AGS、HGC27、BGC-823 正常胃上皮细胞系GES-1 BALB/c裸鼠皮下移植瘤及尾静脉转移模型 THP-1诱导的M0巨噬细胞

重点核对

circGLIS3在50对胃癌组织中的高表达与TNM分期、淋巴结转移相关 siRNA序列及过表达质粒效率验证 稳转BGC-823细胞建立及体内实验注射细胞数量(如3×10^6皮下注射) miR-1343-3p mimics/inhibitor及circGLIS3共转染拯救实验条件 外泌体提取和共培养时间(72小时)

摘要

背景:环状RNA(circRNAs)已被证明在各种癌症的发展中起关键作用。然而,circGLIS3参与胃癌(GC)肿瘤发生的分子机制尚未阐明。方法:通过RNA测序和后续的组织验证(使用实时定量PCR(qRT-PCR))鉴定了circGLIS3在GC中的高表达水平。进行了一系列体外和体内功能实验,以评估circGLIS3对GC肿瘤生长和转移的影响。通过RNA pull-down、Western blot和拯救实验证实了circGLIS3/miR-1343-3p/PGK1轴的相互作用和调控。通过RIP和Western blot证明了circGLIS3在调控VIMENTIN磷酸化中的作用。接着,我们使用qRT-PCR和共培养系统追踪circGLIS3通过外泌体通讯的传播,并鉴定外泌体circGLIS3对胃癌和巨噬细胞的影响。最后,通过RIP实验确定EIF4A3调控circGLIS3的表达。结果:CircGLIS3(hsa_circ_0002874)在GC组织中显著上调,且circGLIS3高表达与GC患者的晚期TNM分期和淋巴结转移相关。我们发现circGLIS3的过表达在体外和体内促进了GC细胞的增殖、迁移、侵袭,而抑制circGLIS3则表现出相反的效果。机制上,circGLIS3能够海绵吸附miR-1343-3p并上调PGK1的表达以促进GC肿瘤发生。我们还发现circGLIS3通过与VIMENTIN结合减少了VIMENTIN在ser83位点的磷酸化。此外,已证明外泌体circGLIS3可促进胃癌转移和巨噬细胞的M2型极化。最后一步,确定了EIF4A3调控circGLIS3生成的机制。结论:我们的研究结果表明,circGLIS3通过海绵吸附miR-1343-3p和调控VIMENTIN磷酸化促进GC进展。CircGLIS3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
circGLIS3在胃癌发生发展中的表达、功能及分子机制是什么?
核心机制
circGLIS3通过海绵吸附miR-1343-3p上调PGK1表达,激活PI3K/AKT通路,并通过结合VIMENTIN减少其Ser83磷酸化,从而促进胃癌进展。
主要证据
RNA-seq和qRT-PCR显示circGLIS3在胃癌组织中高表达;体外和体内功能实验证明circGLIS3促进增殖、迁移和侵袭;RNA pull-down、双荧光素酶和拯救实验验证circGLIS3/miR-1343-3p/PGK1轴;circRIP和Western blot验证circGLIS3与VIMENTIN结合并调控其磷酸化;外泌体实验证明circGLIS3促进巨噬细胞M2极化。
研究意义
circGLIS3可作为胃癌的潜在治疗靶点,并为理解胃癌转移机制提供新见解。

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

circGLIS3的鉴定和特征分析

在胃癌组织和细胞中鉴定circGLIS3的表达及环状特征。

通过RNA-seq在3对胃癌和配对正常组织中筛选差异表达circRNA,经qRT-PCR验证,检测circGLIS3表达与临床病理特征的相关性。验证circGLIS3的环状结构(RNase R抗性、Sanger测序),并进行FISH定位。

2

circGLIS3对胃癌细胞功能的影响

验证circGLIS3对胃癌细胞增殖、迁移和侵袭的影响。

在HGC27和AGS细胞中敲低或过表达circGLIS3,通过CCK-8、EdU、Transwell和划痕实验检测细胞增殖、迁移和侵袭能力。

3

circGLIS3体内促肿瘤作用验证

在动物模型中验证circGLIS3对肿瘤生长和转移的影响。

使用稳定敲低或过表达circGLIS3的BGC-823细胞进行皮下移植和尾静脉注射,检测肿瘤体积、重量及肺转移情况。

4

circGLIS3与miR-1343-3p的相互作用验证

确定circGLIS3是否作为miRNA海绵与miR-1343-3p结合。

通过MS2-tagging pull-down实验富集circGLIS3相关miRNA,结合circBank预测,选择miR-1343-3p。构建野生型和突变型载体,进行双荧光素酶报告基因实验验证直接结合。

5

验证circGLIS3/miR-1343-3p/PGK1轴

验证circGLIS3通过海绵吸收miR-1343-3p调控PGK1表达及PI3K/AKT通路。

在HGC27细胞中敲低circGLIS3,检测PGK1表达和PI3K/AKT通路蛋白;通过共转染miR-1343-3p抑制剂进行拯救实验,检测PGK1、p-PI3K、p-AKT水平及细胞功能变化。

6

circGLIS3与VIMENTIN相互作用及磷酸化调控

验证circGLIS3与VIMENTIN蛋白结合并影响其Ser83磷酸化。

通过MS鉴定circGLIS3结合蛋白中包含VIMENTIN,circRIP实验验证结合。Western blot检测circGLIS3敲低或过表达后VIMENTIN不同位点(Ser38、Ser72、Ser83)的磷酸化变化。

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
RPMI 1640培养基Gibco--
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清----
青霉素-链霉素HyClone--
RNA Nano 6000检测试剂盒Agilent Technologies--
Bioanalyzer 2100系统Agilent Technologies--
Ribozero™ rRNA去除试剂盒Epicenter--
NEBNext® Ultra™ 定向RNA文库制备试剂盒NEB--
AMPure XP系统----
TruSeq PE Cluster Kit v3-cBot-HSIllumina--
Illumina HiSeq 4000测序平台Illumina--
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
Lenti-Pac™ HIV表达包装试剂盒GeneCopoeia--
HiPure总RNA小提试剂盒MAGEN--
RNA结合蛋白免疫沉淀试剂盒Merck Millipore17-700
Vimentin抗体Proteintech10366-1-AP
EIF4A3抗体Proteintech17504-1-AP
全细胞蛋白提取试剂盒Key GEN--
BCA蛋白定量试剂盒Thermo--
PVDF膜Millipore--
PGK1抗体Proteintech17811-1-AP
Ser83 Vimentin抗体CST3878 T
GAPDH抗体CST5,174
Immobilon Western化学发光HRP底物Millipore--
RNAiso Plus试剂TaKaRa--
PrimeScript逆转录试剂TaKaRa--
LightCycler480 II实时荧光定量PCR系统Roche--
SYBR green检测系统Takara--
FISH试剂盒GenePharma--
FISH原位杂交免疫荧光复染试剂盒GefanC009
Zeiss LSM 880 Airyscan共聚焦显微镜Carl Zeiss--
CCK-8试剂盒Dojindo Laboratories--
Transwell小室Millipore--
Matrigel基质胶BD Biosciences--
Cell-Light EdU DNA细胞增殖试剂盒RiboBio--
Hoechst 33342染色液----
Nikon Ti显微镜Nikon--
70Ti转子Beckman Coulter--
透射电子显微镜(Philips TECNAI 20)Philips--

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
样本量(50对胃癌及配对正常组织)、患者来源(中山大学附属第一医院)、时间范围(2019年11月至2021年12月)、无术前放化疗
阅读提示:Materials and Methods中的Clinical specimens and ethical approval
细胞系与培养条件
细胞系(AGS、HGC27、BGC-823等)、培养基种类(RPMI 1640或DMEM)、血清和抗生素浓度(10% FBS, 100 U/ml penicillin, 100 μg/ml streptomycin)
阅读提示:Materials and Methods中的Cell culture
基因操作
siRNA序列(si-hsa_circ_0002874_001/002)、过表达质粒(pLC5-ciR-circGLIS3)、转染试剂(Lipofectamine 3000)和剂量
阅读提示:Materials and Methods中的Plasmids and siRNA transfection
体内实验
动物品系(BALB/c nude mice)、年龄/性别(4-6周龄雌性)、细胞注射数量(皮下3×10^6或5×10^6,尾静脉2×10^6)、实验终点(皮下28天,尾静脉21天)
阅读提示:Materials and Methods中的Animal models及图2图注
外泌体实验
外泌体提取方法(超速离心)、共培养时间(72小时)、细胞数量(1×10^7)、外泌体鉴定(TEM, NTA, WB标志物)
阅读提示:Materials and Methods中的Exosome isolation and identification及图6图注