LncRNA CD27-AS1通过miR-224-5p/PBX3信号回路促进急性髓系白血病进展

LncRNA CD27-AS1 promotes acute myeloid leukemia progression through the miR-224-5p/PBX3 signaling circuit.

作者信息Yanling Tao, Jingjing Zhang, Lulu Chen, Xin Liu, Mingkang Yao, Hao Zhang
PMID34006845
发布时间2021-05-18
DOI10.1038/s41419-021-03767-9

实验完整度

包含患者样本表达分析、细胞系功能实验(增殖、周期、凋亡、克隆形成)、双荧光素酶报告验证靶向关系、Western blot检测机制通路,以及回复实验,证据层级完整。

主要模型

HL-60细胞系 KG-1细胞系 Kasumi-1细胞系 AML患者骨髓单个核细胞 正常CD34+细胞

重点核对

CD27-AS1在AML患者和细胞系中的表达水平(上调) CD27-AS1敲低或过表达对细胞增殖、周期、凋亡的影响 CD27-AS1与miR-224-5p的直接结合(双荧光素酶报告实验) miR-224-5p与PBX3的直接结合及调控关系 MEK1/2抑制剂U0126处理对MAPK信号和细胞活力的影响

摘要

急性髓系白血病(AML)是一种治愈率低的血液系统恶性肿瘤,尤其在老年人中。先前的研究表明,长链非编码RNA(lncRNA)可能是包括急性髓系白血病(AML)在内的血液系统恶性肿瘤发病机制中的重要因素。然而,大多数lncRNA在AML中的生物学作用和临床意义尚未完全阐明。LncRNA CD27反义RNA 1(CD27-AS1)作为lncRNA家族成员,其功能报道很少。在本研究中,我们发现通过实时定量PCR检测的CD27-AS1在AML患者(N=40)中的表达与健康志愿者(N=40)相比显著升高。CD27-AS1高表达患者的总体生存时间显著短于低表达患者(P<0.01)。此外,在AML细胞中下调CD27-AS1抑制了增殖能力,将细胞周期阻滞在G0/G1期,并诱导凋亡。然而,CD27-AS1过表达进一步增强了AML细胞的恶性表型。另外,CD27-AS1被证明通过海绵吸附miR-224-5p来增加PBX3的表达。CD27-AS1敲低通过沉默PBX3阻断了MAPK信号通路,并进一步抑制了AML细胞的生长。总之,我们证明CD27-AS1可能是AML的潜在预后生物标志物,我们的发现也为基于非编码RNA的AML治疗干预提供了新的见解。

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
CD27-AS1在AML中的表达、功能及其分子机制是什么?
核心机制
CD27-AS1通过海绵吸附miR-224-5p,解除miR-224-5p对PBX3的抑制作用,从而上调PBX3表达,进而激活MAPK信号通路,促进AML细胞增殖和抑制凋亡。
主要证据
AML患者样本及细胞系中CD27-AS1高表达;CD27-AS1敲低抑制增殖、阻滞周期、诱导凋亡;双荧光素酶实验证明CD27-AS1靶向miR-224-5p,miR-224-5p靶向PBX3;Western blot显示MAPK通路蛋白磷酸化水平改变。
研究意义
CD27-AS1可能作为AML的潜在预后生物标志物,为基于非编码RNA的AML治疗干预提供新见解。

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

临床样本和细胞系中CD27-AS1和miR-224-5p的表达分析

检测CD27-AS1和miR-224-5p在AML患者和健康对照中的表达差异及其与患者预后的关联。

使用qRT-PCR检测40例AML患者和40例健康志愿者骨髓单个核细胞中CD27-AS1和miR-224-5p的表达;并检测TPO处理的CD34+细胞和三种AML细胞系(HL-60、Kasumi-1、KG-1)中的表达。

2

CD27-AS1对AML细胞增殖的影响

验证CD27-AS1过表达或敲低对AML细胞增殖能力的影响。

用慢病毒LV-CD27-AS1或LV-CD27-AS1-Sh1/2感染HL-60、KG-1等细胞,通过CCK-8实验检测细胞增殖,并通过Western blot检测增殖标志物Ki67和PCNA的表达。

3

CD27-AS1敲低对细胞周期和克隆形成的影响

研究CD27-AS1敲低是否影响细胞周期分布和集落形成能力。

用LV-CD27-AS1-Sh1/2感染HL-60和KG-1细胞,通过流式细胞术分析细胞周期,Western blot检测周期相关蛋白,甲基纤维素克隆形成实验检测集落形成能力。

4

CD27-AS1敲低对细胞凋亡的影响

评估CD27-AS1敲低是否诱导AML细胞凋亡。

用LV-CD27-AS1-Sh1/2感染HL-60和KG-1细胞,通过流式细胞术和Hoechst染色检测凋亡,Western blot检测凋亡相关蛋白。

5

CD27-AS1对MAPK信号通路的调控

探究CD27-AS1是否激活MAPK信号通路,并验证其功能依赖。

在CD27-AS1过表达或敲低的HL-60和KG-1细胞中,通过Western blot检测MAPK通路蛋白(p-P38、p-JNK、p-ERK等);使用MEK1/2抑制剂U0126处理CD27-AS1过表达细胞,检测p-ERK水平和细胞活力。

6

验证CD27-AS1直接靶向miR-224-5p

验证CD27-AS1是否直接结合并负调控miR-224-5p。

通过双荧光素酶报告实验验证CD27-AS1与miR-224-5p的结合;用qRT-PCR检测CD27-AS1过表达或敲低对miR-224-5p表达的影响;进行回复实验,共感染LV-CD27-AS1和LV-miR-224-5p,检测细胞活力和凋亡。

7

验证miR-224-5p直接靶向PBX3并调控AML细胞活性

验证miR-224-5p是否直接靶向PBX3,并确认PBX3在miR-224-5p调控AML细胞中的作用。

通过双荧光素酶报告实验验证miR-224-5p与PBX3的结合;在miR-224-5p敲低或过表达的细胞中检测PBX3蛋白水平;进行回复实验,共感染LV-miR-224-5p和LV-PBX3,检测细胞活力、凋亡及相关蛋白表达。

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
抗人CD34 PE抗体----
促血小板生成素Sino Biological Inc.--
Iscove改良Dulbecco培养基Procell--
RPMI-1640培养基Procell--
胎牛血清HyClone--
pFUW质粒Addgene#14882
Tet-pLKO-puro质粒Addgene#21915
pLVX-IRES-puro质粒Fenghbio#BR025
RNA simple总RNA提取试剂盒Tiangen--
TIANScript M-MLV逆转录酶Tiangen--
RNase抑制剂Tiangen--
SYBR Green荧光染料Solarbio--
Taq DNA聚合酶混合物Tiangen--
ExicyclerTM 96荧光定量PCR仪Bioneer--
RIPA裂解液Solarbio--
线粒体蛋白提取试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute--
BCA蛋白定量试剂盒Solarbio--
PVDF膜Millipore--
脱脂奶粉Sangon Biotech--
牛血清白蛋白Biosharp--
抗Ki67抗体AffinityAF0198
抗PCNA抗体Proteintech10205-1-AP
抗细胞周期蛋白D1抗体Proteintech26939-1-AP
抗细胞周期蛋白E抗体Proteintech11554-1-AP
抗CDK2抗体Proteintech10122-1-AP
抗CDK4抗体Proteintech11026-1-AP
抗磷酸化RB抗体(Ser795)Cell signaling technology#9301
抗P21抗体Proteintech10355-1-AP
抗P53抗体Proteintech10442-1-AP
抗BCL-2抗体Proteintech12789-1-AP
抗Bax抗体Proteintech50599-2-lg
抗剪切型caspase-3抗体Cell signaling technology#14220
抗剪切型caspase-9抗体Proteintech10380-1-AP
抗剪切型PARP抗体Cell signaling technology#9532
抗细胞色素c抗体Proteintech10993-1-AP
抗P38抗体AffinityAF6456
抗磷酸化P38抗体(Thr180/Tyr182)AffinityAF4001
抗JNK抗体AffinityAF6318
抗磷酸化JNK抗体(Thr183/Tyr185)AffinityAF3318
抗磷酸化C-raf抗体(Ser338)AffinityAF3065
抗磷酸化MEK1/2抗体(Ser218/Ser222)AffinityAF8035
抗ERK抗体AffinityAF0155
抗磷酸化ERK抗体(Thr202/Tyr204)AffinityAF1015
抗PBX3抗体AffinityDF8080
抗COX IV抗体Gene TexGTX49132
抗GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
山羊抗兔IgG-HRP二抗SolarbioSE134
山羊抗小鼠IgG-HRP二抗SolarbioSE131
增强化学发光试剂Solarbio--
Gel-Pro-Analyzer凝胶成像分析软件Media Cybernetics--
CCK-8试剂Keygen Biotech--
U0126MCE--
Biotek ELX800吸光酶标仪Biotek--
细胞周期分析试剂盒Beyotime--
Annexin V-FITC凋亡检测试剂盒Dojindo Laboratories--
甲基纤维素----
Hoechst染色试剂盒Beyotime--
IX53荧光显微镜Olympus--
pmirGLO质粒Promega#E133A
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
双荧光素酶报告基因检测试剂盒Keygen Biotech--

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
临床样本表达分析
AML患者和健康志愿者的骨髓样本数量(各40例)、CD34+细胞分选步骤、qRT-PCR内参基因(GAPDH和U6)
阅读提示:Materials and methods: Clinical specimens and CD34+ cell isolation, Quantitative real-time PCR (qRT-PCR)
细胞培养与感染
细胞系(HL-60、Kasumi-1、KG-1)来源及培养条件、慢病毒感染MOI=10、感染后时间点(72小时)
阅读提示:Materials and methods: Cell culture, Lentivirus construction and infection
功能实验
CCK-8实验的细胞密度(5×10^3/孔)、U0126浓度(10μM)、处理时间(72小时)、克隆形成实验细胞数(100/皿)
阅读提示:Materials and methods: CCK-8 assay, Methylcellulose clonogenic assay
机制验证
双荧光素酶报告实验的载体(pmirGLO)、共转染试剂(Lipofectamine 2000)、miR-224-5p mimic浓度、预测结合位点序列
阅读提示:Materials and methods: Dual-luciferase reporter assay; Results: CD27-AS1 regulates AML cell activity by directly targeting miR-224-5p, MiR-224-5p binds to PBX3 to regulate AML cell activity
蛋白检测
Western blot抗体清单及稀释比例、蛋白上样量(10-20μg)、封闭液(5%脱脂奶粉或BSA)、内参(GAPDH和COX IV)
阅读提示:Materials and methods: Western blotting