胰腺星状细胞来源的外泌体 tRF-19-PNR8YPJZ 通过 AXIN2 促进胰腺癌的增殖和迁移

Pancreatic stellate cell-derived exosomal tRF-19-PNR8YPJZ promotes proliferation and mobility of pancreatic cancer through AXIN2.

作者信息Wenpeng Cao, Shisi Dai, Wanyuan Ruan, Tingting Long, Zhirui Zeng, Shan Lei
PMID37488774
发布时间2023-09
DOI10.1111/jcmm.17852

实验完整度

文献包含体外细胞实验(CCK-8、克隆形成、伤口愈合、Transwell)、体内动物模型(皮下成瘤和肺转移)、临床样本分析(80例配对组织)及分子机制验证(RNA-seq、双荧光素酶报告基因、Western blot),层级完整。

主要模型

PANC-1 细胞 AsPC-1 细胞 皮下移植瘤模型(裸鼠) 肺转移模型(裸鼠)

重点核对

PSC 外泌体处理浓度:1 μg/mL 细胞接种密度:CCK-8 为 4×10^3 细胞/孔,克隆形成为 400 细胞/孔 Transwell 上室细胞悬液:300 μL,1×10^5 细胞/mL 皮下成瘤模型细胞注射量:1×10^6 细胞 动物实验伦理批准号:2200187

摘要

胰腺星状细胞(PSCs)在胰腺癌(PC)的发展中发挥重要作用,但其机制尚不清楚。PSCs 分泌的外泌体作为 PC 中通讯的介质。本研究旨在探讨 PSC 来源的外泌体 tRNA 衍生小 RNA(tDRs)在 PC 细胞中的作用。提取 PSCs 的外泌体并检测其对 PC 细胞增殖、迁移和侵袭的影响。进行外泌体 tDRs 谱分析以鉴定 PSC 来源的外泌体 tDRs。采用 ISH 和 qRT-PCR 检测 tRF-19-PNR8YPJZ 水平及其在临床样本中的临床价值。使用 CCK-8、克隆形成、伤口愈合和 transwell 实验、皮下肿瘤形成和肺转移模型确定外泌体 tRF-19-PNR8YPJZ 的生物学功能。通过 RNA 测序、荧光素酶报告实验确定所选外泌体 tRF-19-PNR8YPJZ 与 AXIN2 的关系。PSC 来源的外泌体促进 PC 细胞的增殖、迁移和侵袭。发现新的且丰富的 tDRs 在 PANC-1 细胞经 PSC 来源的外泌体处理后差异表达,如 tRF-19-PNR8YPJZ。PC 组织样本中的 tRF-19-PNR8YPJZ 水平显著高于正常对照。高表达 tRF-19-PNR8YPJZ 的 PC 患者具有较高的淋巴结浸润、转移、神经周围浸润、晚期临床分期和较差的总生存期。来自 PSCs 的外泌体 tRF-19-PNR8YPJZ 靶向 PC 细胞中的 AXIN2 并降低其表达,从而激活 Wnt 通路并促进增殖和转移。来自 PSCs 的外泌体 tRF-19-PNR8YPJZ 通过 AXIN2 促进 PC 细胞的增殖和转移。

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
PSC 来源的外泌体 tRNA 衍生小 RNA 在胰腺癌发展中的作用及其分子机制是什么?
核心机制
PSC 来源的外泌体 tRF-19-PNR8YPJZ 靶向 AXIN2 并下调其表达,从而激活 Wnt/β-catenin 通路,促进胰腺癌细胞的增殖和转移。
主要证据
体外实验(CCK-8、克隆形成、伤口愈合、Transwell)显示外泌体 tRF-19-PNR8YPJZ 促进 PC 细胞增殖、迁移和侵袭;体内实验(皮下成瘤和肺转移模型)显示其增强肿瘤生长和转移;双荧光素酶报告实验验证 tRF-19-PNR8YPJZ 与 AXIN2 的直接结合;临床样本分析显示 tRF-19-PNR8YPJZ 高表达与不良预后相关。
研究意义
研究表明外泌体 tRF-19-PNR8YPJZ 可能是胰腺癌诊断和预后的潜在生物标志物,并有望成为临床治疗的有效靶点,为未来开发针对 tRF-19-PNR8YPJZ 的核酸药物提供了依据。

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

外泌体提取与鉴定

验证从 PSC 培养上清中分离的外泌体形态和标志物。

使用总外泌体分离试剂盒从 PSC 培养上清中提取外泌体,通过透射电子显微镜(TEM)观察形态,并通过 Western blot 检测外泌体标志物 CD9、ALIX、HSP70。

2

外泌体对 PC 细胞增殖和迁移的影响

检测 PSC 外泌体对胰腺癌细胞增殖、迁移和侵袭的影响。

用浓度为 1 μg/mL 的 PSC 外泌体处理 PANC-1 和 AsPC-1 细胞,通过 CCK-8、克隆形成、伤口愈合和 Transwell 实验检测细胞增殖、迁移和侵袭能力。

3

外泌体 tDR 谱分析

鉴定 PSC 外泌体中差异表达的 tRNA 衍生小 RNA(tDRs)。

对经 PSC 外泌体处理的 PANC-1 细胞进行小 RNA 测序,分析差异表达的 tDRs,并通过 qRT-PCR 验证显著变化的 tDRs,筛选出 tRF-19-PNR8YPJZ。

4

临床样本中 tRF-19-PNR8YPJZ 表达及临床意义

评估 tRF-19-PNR8YPJZ 在胰腺癌组织中的表达水平及其与临床病理特征和预后的关系。

通过 ISH 和 qRT-PCR 检测 80 对 PC 组织和邻近非癌组织中 tRF-19-PNR8YPJZ 的表达,分析其与临床病理特征的相关性,并通过 Kaplan-Meier 和 ROC 分析评估其预后和诊断价值。

5

外泌体 tRF-19-PNR8YPJZ 的体外功能验证

确定外泌体 tRF-19-PNR8YPJZ 对 PC 细胞增殖、迁移和侵袭的作用。

用慢病毒构建 tRF-19-PNR8YPJZ 敲低和过表达的稳定 PC 细胞系,然后用 PSC 外泌体处理,通过 CCK-8、克隆形成、伤口愈合和 Transwell 实验检测细胞功能变化。

6

外泌体 tRF-19-PNR8YPJZ 的体内功能验证

验证外泌体 tRF-19-PNR8YPJZ 在体内对 PC 细胞增殖和转移的影响。

将敲低 tRF-19-PNR8YPJZ 或对照的 PANC-1 细胞与 PSC 外泌体预处理后,皮下注射或尾静脉注射至裸鼠,建立皮下成瘤模型和肺转移模型,评估肿瘤生长和转移灶。

7

靶基因预测与验证

识别并验证 tRF-19-PNR8YPJZ 的直接靶基因。

对敲低 tRF-19-PNR8YPJZ 的 PANC-1 细胞进行 RNA 测序,筛选差异表达基因,并与生物信息学预测的靶基因取交集,得到 AXIN2 等;通过双荧光素酶报告实验验证 tRF-19-PNR8YPJZ 与 AXIN2 3'UTR 的直接结合。

8

AXIN2 功能回复实验

验证 AXIN2 是否介导 tRF-19-PNR8YPJZ 对 PC 细胞的作用。

用 siRNA 敲低 AXIN2,同时敲低 tRF-19-PNR8YPJZ 并加入 PSC 外泌体处理,通过 CCK-8、克隆形成、伤口愈合和 Transwell 实验检测细胞功能变化,观察 AXIN2 敲低是否逆转 tRF-19-PNR8YPJZ 敲低的抑制效应。

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
PSCs 细胞系ProcellCP-H024
AsPc-1 细胞系ProcellCL-0027
PANC-1 细胞系ProcellCL-0184
DMEM/F12 培养基HyClone--
高糖 DMEM 培养基HyClone--
胎牛血清Gibco--
聚凝胺Thermo Fisher Scientific--
嘌呤霉素Biomedicine Biotech--
Lipo2000 转染试剂Invitrogen--
总外泌体分离试剂盒ThermoFisher--
外泌体 RNA 提取试剂盒YEASEN--
铜网Servicebio--
透射电子显微镜Electronics Co. LTD--
NEXTflex 小RNA测序试剂盒 v3----
双荧光素酶报告基因检测试剂盒Promega--
TRIzol 试剂Invitrogen--
RiboSCRIPTTM 反转录试剂盒Ruibo--
SYBR Green 试剂Ruibo--
酶标仪BioTekEpoch
PVDF 膜Merck--
CD9 抗体Proteintech20597-1-AP
TSG101 抗体Proteintech28283-1-AP
ALIX 抗体Proteintech12422-1-AP
β-catenin 抗体Proteintech51067-2-AP
AXIN2 抗体Proteintech20540-1-AP
TCF4 抗体Proteintech22337-1-AP
LEF1 抗体Proteintech14972-1-AP
β-actin 抗体Proteintech20536-1-AP
增强化学发光试剂Boster--
基质胶Thermo Fisher Scientific--
结晶紫Solarbio--

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
外泌体提取与鉴定
外泌体分离试剂盒型号、细胞培养上清体积、沉淀试剂用量
阅读提示:参见 Methods 2.7 和 2.8
细胞培养
细胞系来源(Procell)和培养基(DMEM/F12 或高糖 DMEM + 10% FBS)
阅读提示:参见 Methods 2.2
体外功能实验
外泌体处理浓度(1 μg/mL)、细胞接种密度(CCK-8:4×10^3/孔;克隆形成:400/孔)、Transwell 基质胶浓度(8%)
阅读提示:参见 Methods 2.3-2.6
体内实验
细胞预处理(1 μg/mL 外泌体,7天)、皮下注射细胞量(1×10^6)、肺转移模型注射途径(尾静脉)
阅读提示:参见 Methods 2.13 和结果 3.5
靶基因验证
双荧光素酶报告质粒构建(GeneChem)、野生型和突变型序列
阅读提示:参见 Methods 2.10 和结果 3.6
临床样本分析
样本数量(80对)、cut-off值(中位数)
阅读提示:参见 Methods 2.1 和结果 3.3