高表达的circ_0001821通过miR-600/ISOC1轴促进结直肠癌进展

High Expression of circ_0001821 Promoted Colorectal Cancer Progression Through miR-600/ISOC1 Axis.

作者信息Cheng Li, Xudong Gao, Yi Zhao, Xin Chen
PMID35943670
发布时间2023-02
DOI10.1007/s10528-022-10262-z

实验完整度

包含体外细胞功能实验(增殖、迁移、侵袭、凋亡、糖酵解),分子机制验证(双荧光素酶、RNA pull-down),以及体内动物模型验证(异种移植瘤)。

主要模型

结直肠癌组织样本 结直肠癌细胞系SW620和HCT116 正常结肠上皮细胞NCM460 Balb/c裸鼠异种移植瘤模型

重点核对

circ_0001821在CRC组织和细胞系中高表达,miR-600低表达 si-circ_0001821转染效率验证 miR-600 inhibitor和ISOC1过表达载体转染效果验证 异种移植瘤模型中sh-circ_0001821敲低效果

摘要

据报道,circRNA在结直肠癌(CRC)的进展中发挥重要的调控作用。然而,circ_0001821在CRC发展中的分子作用尚不清楚。在本研究中,我们旨在探讨circ_0001821在CRC中的调控作用和分子机制。采用逆转录定量PCR和western blot检测circ_0001821、miR-600和异分支酸酶结构域包含1(ISOC1)在CRC组织及其细胞系中的表达。采用集落形成实验和EDU实验检测细胞增殖能力。Transwell实验用于评估细胞迁移和侵袭能力。流式细胞术用于分析细胞凋亡。ELISA用于测量细胞的糖酵解能力。双荧光素酶报告基因实验和RNA pull-down实验用于分析circ_0001821、miR-600和ISOC1之间的关系。动物实验用于验证circ_0001821在体内的功能研究。免疫组织化学(IHC)Ki67染色分析评估肿瘤生长。circ_0001821和ISOC1在CRC组织及其细胞系中显著升高,而miR-600在CRC组织及其细胞系中显著降低。沉默circ_0001821抑制细胞增殖、迁移、侵袭和糖酵解能力,同时诱导凋亡。并且它可以在体内抑制肿瘤生长。Circ_0001821可以作为miR-600的海绵来调节CRC进程。ISOC1被鉴定为miR-600的下游调控因子,miR-600也可以调控ISOC1的表达。此外,circ_0001821可以通过miR-600调控ISOC1的表达变化。机制上,miR-600抑制剂或ISOC1过表达都可以逆转敲低circ_0001821对细胞生物学特性的影响。Circ_0001821通过miR-600/ISOC1轴调控CRC的发育过程。

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
circ_0001821在结直肠癌进展中的表达、功能及分子机制尚不清楚,本研究旨在探讨其调控作用和机制。
核心机制
circ_0001821作为miR-600的海绵,吸附miR-600,从而上调其靶基因ISOC1的表达,通过miR-600/ISOC1轴促进结直肠癌的进展。
主要证据
在CRC组织、细胞系中验证circ_0001821高表达;沉默circ_0001821抑制细胞增殖、迁移、侵袭、糖酵解并诱导凋亡;双荧光素酶和RNA pull-down证明circ_0001821与miR-600结合;miR-600 inhibitor或ISOC1过表达逆转沉默circ_0001821的表型;体内实验证明沉默circ_0001821抑制肿瘤生长。
研究意义
circ_0001821可作为结直肠癌的分子标志物,为更早、更有效地确诊CRC提供理论基础。

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

检测circ_0001821在CRC组织和细胞系中的表达

验证circ_0001821在结直肠癌中是否异常表达

采用RT-qPCR检测44例CRC患者组织和细胞系(SW620、HCT116)中circ_0001821的表达,并与正常组织和正常结肠上皮细胞(NCM460)比较。

2

体外功能实验:沉默circ_0001821对细胞生物学特性的影响

评估circ_0001821对结直肠癌细胞增殖、迁移、侵袭、凋亡和糖酵解的影响

在SW620和HCT116细胞中转染si-circ_0001821,通过集落形成、EDU、Transwell、流式细胞术、葡萄糖摄取和乳酸产生实验检测细胞功能,并通过western blot检测PCNA、MMP2、Bax、HK2蛋白表达。

3

验证circ_0001821与miR-600的相互作用

确认circ_0001821是否作为miR-600的海绵

通过circinteractome预测miR-600为circ_0001821的靶标,采用双荧光素酶报告实验和RNA pull-down验证结合,并分析两者表达的相关性。

4

验证miR-600对ISOC1的靶向调控

确认ISOC1是miR-600的下游靶基因

通过TargetScan预测ISOC1为miR-600靶基因,双荧光素酶报告实验验证结合,RT-qPCR和western blot检测ISOC1表达,并分析miR-600与ISOC1表达相关性。

5

救援实验:miR-600 inhibitor或ISOC1过表达对circ_0001821敲低效应的逆转

验证circ_0001821通过miR-600/ISOC1轴发挥作用

在SW620和HCT116中共转染si-circ_0001821与anti-miR-600或ISOC1过表达载体,检测细胞功能(增殖、迁移、侵袭、凋亡、糖酵解)和蛋白表达。

6

体内实验:沉默circ_0001821对肿瘤生长的影响

验证circ_0001821在体内对肿瘤生长的作用

使用sh-circ_0001821慢病毒感染SW620细胞,皮下注射至裸鼠,定期测量肿瘤体积,第35天处死称重,IHC检测Ki67表达,RT-qPCR和western blot检测circ_0001821、miR-600和ISOC1表达。

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Invitrogen--
胎牛血清Invitrogen--
Lipofectamine 3000转染试剂InvitrogenL3000015
TRIzol试剂Invitrogen15596018
第一链cDNA合成试剂盒Yeasen11119ES60
miRNA第一链cDNA合成试剂盒Yeasen11148ES10
SYBR Green混合液Yeasen11202ES03
结晶紫SangonA100528-0025
EDU细胞增殖检测试剂盒RibobioC10310-1
DAPI染色液LeageneDA0001
基质胶Corning Incorporated--
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒SolarbioCA1020
葡萄糖摄取检测试剂盒Sigma-AldrichMAK083
乳酸检测试剂盒Sigma-AldrichMAK064
RIPA裂解液BeyotimeP0013C
SDS-PAGE凝胶BeyotimeP0670
PVDF膜BeyotimeFFP33
ECL化学发光试剂Unique32132
抗PCNA抗体Abcamab29
抗MMP2抗体Abcamab92536
抗Bax抗体Abcamab32503
抗HK2抗体Abcamab209847
抗β-actin抗体Abcamab8226
抗ISOC1抗体Biorbytorb400332
二抗Abcamab205718
二抗Abcamab205719
pmirGLO载体Promega--
RNA pull-down试剂盒GzscbioKT103-01
Balb/c小鼠Vital River--
苏木素Sigma-AldrichH9627
抗Ki-67抗体Abcam1:200

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
组织样本检测
CRC组织样本量(44例)、正常组织来源、circ_0001821表达水平
阅读提示:Materials and Methods - Tissue Specimens; Results - Circ_0001821 was UpRegulated in CRC Tissues (Fig. 1B)
细胞系培养和转染
细胞系(SW620、HCT116、NCM460)来源,培养基(RPMI 1640,10% FBS),培养条件(37°C,5% CO2),转染试剂(Lipofectamine 3000)和siRNA序列
阅读提示:Materials and Methods - Cell Culture, Cell Transfections; Table 1
细胞功能实验
转染浓度和时间,集落形成(5×10^3细胞/孔,12天),EDU(8×10^4细胞/孔,3小时),Transwell(24小时),凋亡检测(5μL Annexin V-FITC和PI,30分钟),糖酵解检测(细胞密度和时间)
阅读提示:Materials and Methods - Colony Formation Assay, EDU Assay, Transwell Assay, Flow Cytometry, Glucose Uptake, Lactate Production Levels Assay; Results相应图注
分子机制验证
双荧光素酶报告载体(WT/MUT)构建,RNA pull-down实验步骤,miR-600 inhibitor和mimic浓度
阅读提示:Materials and Methods - Dual-Luciferase Reporter Assay, RNA Pull-Down Assay; Results - Circ_0001821 Acted as a Sponge for miR-600, ISOC1 was the Target Gene of miR-600
体内动物实验
小鼠品系(Balb/c裸鼠,6周龄)来源,细胞接种密度,shRNA序列,肿瘤体积测量间隔(7天),终点时间(35天)
阅读提示:Materials and Methods - Animal Experimentation; Results - Circ_0001821 Silencing Hampered Tumor Growth In Vivo