N6-甲基腺苷修饰的VGLL1通过高迁移率族蛋白AT-hook 1/Wnt/β-catenin信号促进卵巢癌转移

N6-methyladenosine-modified VGLL1 promotes ovarian cancer metastasis through high-mobility group AT-hook 1/Wnt/β-catenin signaling.

作者信息Han Li, Liming Cai, Qiuzhong Pan, Xingyu Jiang, Jingjing Zhao, Tong Xiang, Yan Tang, Qijing Wang, Jia He, Desheng Weng, Yanna Zhang, Zhongqiu Liu, Jianchuan Xia
PMID38439973
期刊iScience
发布时间2024-02-16
DOI10.1016/j.isci.2024.109245

实验完整度

包含临床样本分析、细胞功能实验、体内小鼠模型、机制验证(RNA-seq、ChIP、RIP、荧光素酶报告基因)等多个独立证据层级。

主要模型

卵巢癌细胞系A2780和OVCAR3 BALB/c裸鼠原位移植瘤模型 卵巢癌患者组织样本 正常卵巢上皮细胞系HoSepiC和永生化输卵管上皮细胞系FT282

重点核对

VGLL1在转移性卵巢癌组织中的表达高于原发灶(qRT-PCR和IHC) VGLL1敲低抑制卵巢癌细胞迁移、侵袭和增殖,过表达促进 体内实验中,VGLL1敲低减少腹腔转移结节,Dox诱导敲低抑制肿瘤生长和转移 METTL3和IGF2BP2敲低降低VGLL1 mRNA稳定性(放线菌素D处理) TEAD4与VGLL1相互作用并转录激活HMGA1,通过ChIP验证

摘要

卵巢癌(OC)患者死亡的主要原因是侵袭性病变和转移扩散。本研究旨在探讨可能促进OC转移的机制。我们发现VGLL1在转移性OC样本中表达显著升高。通过细胞功能实验和小鼠模型检测了VGLL1在OC转移和肿瘤生长中的作用。机制上,METTL3介导的N6-甲基腺苷(m6A)修饰以IGF2BP2识别依赖的方式促进VGLL1上调。此外,VGLL1直接与TEAD4相互作用,并共同转录激活HMGA1。HMGA1进一步激活Wnt/β-catenin信号,通过促进上皮-间质转化特征增强OC转移。救援实验表明,HMGA1的上调对VGLL1诱导的转移至关重要。总之,这些发现表明m6A诱导的VGLL1/HMGA1/β-catenin轴可能在OC转移和肿瘤生长中发挥重要作用。VGLL1可能作为OC转移的预后标志物和治疗靶点。

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
卵巢癌转移的分子机制尚不清楚,本研究旨在探索促进OC转移的关键分子和机制。
核心机制
METTL3介导的m6A修饰被IGF2BP2识别,维持VGLL1 mRNA稳定性,上调VGLL1;VGLL1与TEAD4相互作用,转录激活HMGA1,进而激活Wnt/β-catenin信号,促进EMT和转移。
主要证据
临床样本分析显示VGLL1高表达与不良预后相关;细胞功能实验和裸鼠模型证实VGLL1促进转移;机制实验包括RNA-seq、IP、ChIP、RIP、荧光素酶报告基因等验证了m6A/VGLL1/HMGA1/β-catenin轴。
研究意义
作者提出VGLL1可作为OC转移的预后标志物和治疗靶点,抑制VGLL1可能为OC治疗提供新策略。

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VGLL1表达分析

评估VGLL1在卵巢癌组织中的表达及其与转移和预后的关系。

对5对原发和转移性OC组织进行RNA-seq,再通过qRT-PCR和IHC验证VGLL1在较大队列中的表达,并分析其与临床病理特征和生存期的相关性。

2

细胞功能实验验证VGLL1的作用

验证VGLL1对卵巢癌细胞增殖、迁移、侵袭和EMT的影响。

建立VGLL1敲低和过表达的A2780和OVCAR3细胞系,通过伤口愈合、Transwell、MTT、EdU、集落形成、Western blot和免疫荧光检测细胞行为和EMT标志物。

3

体内转移模型验证VGLL1的作用

验证VGLL1对卵巢癌腹腔转移和肿瘤生长的影响。

将对照或VGLL1敲低的OVCAR3细胞原位接种于裸鼠卵巢,通过IVIS监测腹腔转移,并通过IHC检测Ki-67和EMT标志物。

4

机制验证:VGLL1转录激活HMGA1

鉴定VGLL1的下游靶基因和相互作用的转录因子。

通过RNA-seq和转录因子预测工具筛选靶基因,通过IP、免疫荧光和体外结合实验验证VGLL1与TEAD4相互作用,通过荧光素酶报告基因和ChIP验证TEAD4结合HMGA1启动子并调控其转录。

5

验证HMGA1在VGLL1介导转移中的必要性

确定HMGA1是否为VGLL1诱导的转移和增殖所必需。

在VGLL1过表达细胞中敲低HMGA1,检测迁移、侵袭、增殖和EMT标志物,并观察β-catenin核转位;使用XAV-939抑制Wnt/β-catenin通路验证其作用。

6

验证m6A修饰对VGLL1表达的调控

探索VGLL1上调的上游机制,特别是m6A修饰的作用。

排除DNA甲基化和组蛋白乙酰化后,通过m6A RIP-qPCR检测VGLL1的m6A水平,筛选m6A位点,通过RNA pull-down和RIP鉴定识别m6A的reader(IGF2BP2),并通过METTL3或IGF2BP2敲低和放线菌素D处理检测mRNA稳定性。

7

体内可诱导敲低VGLL1的疗效评估

评估靶向VGLL1能否抑制卵巢癌转移。

使用Dox诱导敲低VGLL1的OVCAR3细胞原位接种裸鼠,Dox饮水诱导敲低,监测肿瘤生长和转移。

8

临床相关性分析

验证m6A/VGLL1/HMGA1轴在卵巢癌中的临床相关性。

通过IHC检测OC组织中VGLL1、METTL3、IGF2BP2、β-catenin和HMGA1的表达,并进行相关性分析。

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Gibco--
RPMI1640培养基----
胎牛血清Gibco--
多西环素----
XAV-939SelleckS1180
TRIzol试剂Invitrogen15596018
Color逆转录试剂盒EZBioscienceA0010CGQ
SYBR Green PCR试剂盒RocheQR0100
基质胶BD Biosciences--
MTT检测试剂盒Sangon BiotechE606334
EdU标记/检测试剂盒RibobioC10310
双荧光素酶报告基因检测试剂盒PromegaE1910
Flag亲和琼脂糖Sigma-AldrichA4596
MYC亲和琼脂糖Sigma-AldrichA7470
Protein A/G琼脂糖珠Santa Cruzsc-2003
Magna RIP RNA结合蛋白免疫沉淀试剂盒Millipore17-700
ECL化学发光试剂MilliporeWBKLS0500
DAPIBeyotimeC1002
Triton X-100BeyotimeST795
吐温20BeyotimeST825-100mL
结晶紫Sigma-AldrichV5265
二甲基亚砜Sangon BiotechA503039
甘氨酸Sangon BiotechA502065
Lipofectamine 3000转染试剂InvitrogenL3000008
抗VGLL1抗体Proteintech10124-2-AP
抗β-catenin抗体Proteintech51067-2-AP
抗HMGA1抗体Cell Signaling Technology12094S
抗METTL3抗体Proteintech15073-1-AP
抗IGF2BP2抗体AbcamAb128175
抗GAPDH抗体Cell Signaling Technology5174S
抗α-tubulin抗体Cell Signaling Technology2125S
抗Flag抗体Cell Signaling Technology14793S
抗P84抗体AbcamAb487
抗E-cadherin抗体Cell Signaling Technology14472S
抗N-cadherin抗体Cell Signaling Technology13116S
抗Vimentin抗体Cell Signaling Technology46173S
抗RNA聚合酶II抗体Sigma-Aldrich04-1570-I
抗P300抗体AbcamAb14984
抗H3K4me3抗体Cell Signaling Technology9751S
抗TEAD4抗体AbcamAb58310
抗MYC抗体Cell Signaling Technology2276S
抗SLUG抗体Cell Signaling Technology9585S
抗SNAIL抗体Proteintech13099-1-AP
CFX96实时荧光定量PCR仪Bio-Rad--
Illumina HiSeq2500测序平台Illumina--
Xenogen IVIS活体成像系统----
AxioVision 4.6图像分析系统Carl Zeiss--
奥林巴斯IX50倒置显微镜Olympus--
OVCAR3细胞系ATCCHTB-161
SKOV3细胞系ATCCHTB-77
TOV112D细胞系ATCCCRL-3593
CAOV3细胞系ATCCHTB-75
COV362细胞系CoBioERCBP60835
OVCAR4细胞系CoBioERCBP60556
COV644细胞系ChuanQiu Biotechnology--
A2780细胞系Procell Life Science & TechnologyCL-0013
OV90细胞系Procell Life Science & TechnologyCL-0626
HoSepiC细胞系Jennio Biotech--
FT282细胞系Jennio BiotechCRL-3449

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(DMEM或RPMI1640)、血清浓度(20% FBS)
阅读提示:STAR Methods: Cell lines and cell culture
VGLL1敲低/过表达
shRNA靶序列、病毒包装、筛选浓度(嘌呤霉素1.0 μg/mL,潮霉素25 μg/mL)
阅读提示:STAR Methods: DNA constructs and establishment of stable cell lines; Key resources table
迁移和侵袭实验
伤口愈合实验的细胞密度、观察时间(0,24,48h);Transwell侵袭实验的细胞数(1×104)、基质胶包被、24小时培养
阅读提示:STAR Methods: Wound healing assay; Transwell matrix invasion assay
增殖实验
MTT实验的细胞密度(2×103/孔)、检测时间点(24,48,72,96h);EdU实验的细胞数(在24孔板)
阅读提示:STAR Methods: Cell proliferation assays
体内转移实验
小鼠品系(BALB/c裸鼠,雌性,4-5周龄)、细胞接种数(1×106)、接种部位(卵巢)、每组数量(6只)、Dox诱导浓度(2 mg/mL饮水)
阅读提示:STAR Methods: Xenograft tumor models; Figure Legends 2G-2I, 6B-6E
m6A修饰分析
m6A RIP-qPCR的细胞系、METTL3和IGF2BP2敲低条件、放线菌素D浓度(5 μg/mL)和处理时间
阅读提示:STAR Methods: Methylated RNA immunoprecipitation (MeRIP); mRNA stability assay; Figures 5D-5Q
机制验证
IP实验的抗体(Flag, Myc)、ChIP实验的抗体(TEAD4, p300, RNA Pol II, H3K4me3)、荧光素酶报告基因的构建
阅读提示:STAR Methods: Protein immunoprecipitation, Chromatin immunoprecipitation, Luciferase activity assay; Figures 3D-3J