携带miR-199a-5p的癌症相关成纤维细胞来源的细胞外囊泡通过调节FKBP5介导的AKT1/mTORC1信号通路诱导胃癌进展

Cancer-associated fibroblast-released extracellular vesicles carrying miR-199a-5p induces the progression of​ gastric cancer through regulation of FKBP5-mediated AKT1/mTORC1 signaling pathway.

作者信息Yan Wang, Tao Li, Lei Yang, Xunlei Zhang, Xiaoli Wang, Xiaoqin Su, Congfei Ji, Zhenxin Wang
PMID36005478
发布时间2022-12
DOI10.1080/15384101.2022.2105092

实验完整度

包含体外细胞实验、共培养、双荧光素酶报告、Western blot、Co-IP、体内异种移植瘤模型及免疫组化等多个独立证据层级,并有功能验证和机制验证。

主要模型

AGS细胞 胃癌细胞系HGC-27、NCI-N87、SNU-5 CAFs来源的细胞外囊泡 BALB/c裸鼠异种移植瘤模型

重点核对

细胞类型:AGS细胞,购自上海科学院细胞库(TCHu232) CAFs-EVs分离:差速离心法,浓度通过BCA蛋白测定 药物处理:MK-2206(10 μM,AKT1磷酸化抑制剂),temsirolimus(15 μM,mTORC1抑制剂) 体内模型:BALB/c裸鼠,皮下注射AGS细胞,尾静脉注射CAFs-EVs(25 μg)或其处理,每5天测量肿瘤大小,30天后取材 统计分析:使用SPSS 21.0,组间比较采用t检验或ANOVA,p<0.05为显著

摘要

越来越多的证据揭示了细胞外囊泡(EVs)在疾病和癌症中的重要性。在此,我们试图探讨含有miR-199a-5p的癌症相关成纤维细胞(CAFs)来源的EVs在胃癌发生中的作用。首先在癌细胞中鉴定出miR-199a-5p上调。然后,我们选择CAFs进行EVs的分离,并将其与AGS细胞共培养。我们观察到通过CAF来源的EVs成功递送miR-199a-5p。此外,miR-199a-5p促进了AGS细胞的恶性特性。而且,miR-199a-5p下调FKBP5,导致AKT1磷酸化水平上调,通过激活哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1(mTORC1)促进AGS细胞的恶性表型。来自CAFs的外泌体miR-199a-5p在体内促进胃癌发生。我们的发现指出了携带miR-199a-5p的CAFs来源EVs在胃癌进展中的关键作用。

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
CAFs来源的细胞外囊泡(EVs)携带的miR-199a-5p如何调控胃癌的发生发展?
核心机制
CAFs来源的EVs将miR-199a-5p转移到胃癌细胞,通过靶向抑制FKBP5,上调AKT1磷酸化,进而激活mTORC1信号通路,促进胃癌细胞的增殖、迁移、侵袭和血管生成。
主要证据
体外实验:AGS细胞与CAFs-EVs共培养后miR-199a-5p表达升高,EdU、Transwell和血管生成实验显示恶性表型增强;双荧光素酶报告基因验证miR-199a-5p靶向FKBP5;Western blot显示FKBP5下调、AKT1和mTOR磷酸化增强;Co-IP验证FKBP5与AKT1结合。体内实验:异种移植瘤模型中,CAFs-EVs处理增加肿瘤体积、重量和Ki-67阳性率,而miR-199a-5p抑制剂或FKBP5过表达逆转这些效应。
研究意义
该研究揭示了CAFs来源的EVs携带miR-199a-5p在胃癌进展中的关键作用,为胃癌的诊断和治疗提供了潜在靶点(文中提及“indicative potential of EVs-miR-199a-5p for diagnosis and treatment of gastric cancer”)。

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

CAFs-EVs的提取和鉴定

验证从CAFs中成功分离出细胞外囊泡。

培养CAFs 2-3天,通过差速离心提取EVs;使用透射电子显微镜观察形态,BCA蛋白定量检测浓度,Western blot检测EVs标志物TSG101、CD63、CD9。

2

验证CAFs-EVs递送miR-199a-5p至胃癌细胞

检测CAFs-EVs能否将miR-199a-5p转移至胃癌细胞。

将CAFs-EVs与胃癌细胞系共培养,RT-qPCR检测miR-199a-5p表达;使用Cy3标记miR-199a-5p mimic和CD63标记EVs共定位。

3

体外功能实验(增殖、迁移、侵袭、血管生成)

验证miR-199a-5p对胃癌细胞恶性表型的影响。

用miR-199a-5p mimic或inhibitor处理AGS细胞,或与CAFs-EVs共培养,检测细胞增殖(EdU)、迁移和侵袭(Transwell)、血管生成(微管形成实验)。

4

机制验证(miR-199a-5p靶向FKBP5并影响AKT1/mTORC1通路)

验证miR-199a-5p是否通过靶向FKBP5调节AKT1磷酸化及mTORC1激活。

生物信息学预测结合位点;双荧光素酶报告基因验证靶向关系;Western blot检测FKBP5、AKT1、p-AKT1、mTOR、p-mTOR的表达;Co-IP验证FKBP5与AKT1的结合。

5

体内异种移植瘤模型验证

验证CAFs-EVs携带miR-199a-5p在体内促进胃癌生长的作用。

将AGS细胞皮下注射到BALB/c裸鼠,每周一次共三次,然后尾静脉注射不同处理的CAFs-EVs(未处理、含inhibitor NC、含miR-199a-5p inhibitor),或同时注射经oe-NC或oe-FKBP5转染的AGS细胞和未处理CAFs-EVs。监测肿瘤大小,30天后取材,检测肿瘤重量、体积、Ki-67、MVD、miR-199a-5p表达及FKBP5、p-AKT1、p-mTOR水平。

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
BCA蛋白定量试剂盒Pierce--
RPMI-1640培养基Gibco--
胎牛血清----
青霉素Sigma-Aldrich--
链霉素Sigma-Aldrich--
胰蛋白酶Invitrogen--
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen11668-019
MK-2206MCEHY-108232
坦西莫司MCEHY-50910
PureLink RNA小提试剂盒Invitrogen--
Mir-X miRNA第一链合成试剂盒Clontech--
TB Green预混Ex Taq IITakara--
LightCycler 480荧光定量PCR仪Roche--
Bio-Rad S1000热循环仪Bio-Rad--
TSG101抗体Abcamab125011
CD9抗体Abcamab92726
CD63抗体Abcamab217345
AKT1抗体CST4685
磷酸化AKT1 (Ser473)抗体CST4060
FKBP5抗体Abcamab126715
mTOR抗体CST2983
磷酸化mTOR (Ser2448)抗体CST5536
磷酸化mTOR (Ser2481)抗体CST2974
GAPDH抗体Abcamab128915
HRP标记的二抗CST7074
ChemiDoc XRS+成像系统Bio-Rad--
Protein A/G琼脂糖磁珠Santa Cruzsc-2003
RIPA裂解液BeyotimeP0013D
FKBP5抗体(用于Co-IP)CST12210
IgG抗体Abcamab197767
Apollo 567荧光染料----
Transwell小室Corning3422
基质胶BD Biosciences--
基质胶基质BD Biosciences--
人脐静脉内皮细胞ATCCCRL-4053
EGM-2培养基----
核糖核酸酶ATakara--
碘化丙啶Sigma-Aldrich--
FACSCalibur流式细胞仪BD Biosciences--
双荧光素酶报告基因检测试剂盒BeyotimeRG027
Ki-67抗体Abcamab15580
FKBP5抗体Abcamab126715
CD34抗体Abcamab81289

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
CAFs-EVs提取
CAFs来源、培养时间、差速离心参数、BCA定量方法
阅读提示:Materials and methods: Extraction of CAFs-EVs
细胞培养与转染
细胞系、培养基、转染试剂、质粒序列、药物浓度及处理时间
阅读提示:Materials and methods: Cell culture and transfection
体外功能实验
EdU、Transwell、微管形成实验的具体操作、细胞数量、孵育时间
阅读提示:Materials and methods: EdU staining, Transwell assay, Microvessel formation experiment
机制验证
miR-199a-5p与FKBP5的靶向关系、FKBP5与AKT1的结合、蛋白抗体及稀释比例
阅读提示:Materials and methods: Co-immunoprecipitation, Luciferase assay; Results 和 Figure legends
体内动物模型
动物品系、周龄、体重、细胞注射数量、EVs剂量、给药途径、时间点、肿瘤测量方法
阅读提示:Materials and methods: Establishment of gastric cancer xenograft tumor model; Figure legends
统计分析
统计软件、检验方法、重复次数、显著性水平
阅读提示:Materials and methods: Statistical analysis