Hsa_circRNA_102002通过调控miR-488-3p/HAS2轴促进甲状腺乳头状癌的转移

Hsa_circRNA_102002 facilitates metastasis of papillary thyroid cancer through regulating miR-488-3p/HAS2 axis.

作者信息Wei Zhang, Ting Liu, Tianshu Li, Xudong Zhao
PMID32862195
发布时间2021-04
DOI10.1038/s41417-020-00218-z

实验完整度

包含临床组织样本分析、体外细胞功能与机制验证(双荧光素酶、RIP、Western blot),以及小鼠肺转移模型的体内验证。

主要模型

PTC组织及癌旁组织(50对) 人正常甲状腺细胞HTori-3和甲状腺癌细胞系TPC-1、KTC-1、CAL62、SNU-790 BALB/c裸鼠肺转移模型

重点核对

circ_102002在PTC组织和细胞中的表达水平(qRT-PCR、ISH) circ_102002与miR-488-3p的结合关系(RIP、双荧光素酶报告基因) miR-488-3p与HAS2 3'-UTR的靶向结合(双荧光素酶报告基因) HAS2过表达对circ_102002抑制效应的恢复作用(IF、划痕、Transwell、Western blot) 小鼠肺转移模型中sh-circ_102002的抑制效果(IVIS成像、H&E染色、IHC)

摘要

作为多种生理过程的重要调控因子,环状RNA(circRNAs)在包括甲状腺乳头状癌(PTC)在内的肿瘤中已被越来越多地证实。Hsa_circRNA_102002(circ_102002)是一种源自泛素特异性肽酶22(USP22)转录本选择性剪接的circRNA,其作用有待进一步研究。我们的结果表明circ_102002在PTC组织和细胞中表达上调,并促进上皮间质转化(EMT)和细胞迁移。机制研究表明circ_102002可海绵吸附microRNA-488-3p(miR-488-3p)并下调其表达。miR-488-3p与透明质酸合成酶2(HAS2)在PTC中的靶向关系被系统研究。此外,我们的结果表明HAS2过表达可恢复被抑制的细胞EMT和迁移。并且,在小鼠异种移植模型中评估了circ_102002下调对PTC生长的抑制作用,该作用涉及miR-488-3p和HAS2的调控。这些关于circ_102002/miR-488-3p/HAS2信号轴的发现在未来可能进一步阐明PTC的发病机制并改善临床治疗。

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
探究circ_102002在甲状腺乳头状癌转移中的作用及其分子机制。
核心机制
circ_102002通过海绵吸附miR-488-3p并下调其表达,从而解除miR-488-3p对HAS2的抑制,上调HAS2,进而激活FAK/Akt通路,促进EMT和细胞迁移,最终促进PTC转移。
主要证据
在PTC组织和细胞中circ_102002高表达,且其过表达促进EMT和迁移;RIP和双荧光素酶实验证实circ_102002直接结合miR-488-3p,miR-488-3p靶向HAS2 3'-UTR;HAS2过表达可恢复sh-circ_102002引起的EMT和迁移抑制;体内实验显示敲低circ_102002减少小鼠肺转移。
研究意义
阐明circ_102002/miR-488-3p/HAS2信号轴可能进一步揭示PTC的发病机制,并为PTC的诊断和治疗提供新的候选靶点。

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circ_102002的表达与相关性分析

检测circ_102002在PTC组织和细胞中的表达水平及其与临床病理特征和预后的关系

收集50对PTC组织和癌旁组织,通过circRNA芯片和qRT-PCR检测表达,ISH定位,结合临床数据分析生存和转移相关性。

2

circ_102002对PTC细胞EMT和迁移的体外功能验证

评估circ_102002过表达或敲低对PTC细胞EMT、迁移和侵袭的影响

用慢病毒在SNU-790细胞中过表达circ_102002,在TPC-1细胞中敲低circ_102002,通过细胞形态观察、IF、Western blot、划痕和Transwell实验检测EMT标志物和迁移能力。

3

circ_102002与miR-488-3p的靶向结合验证

验证circ_102002能否直接海绵吸附miR-488-3p并负调控其表达

利用starBase和Circular RNA Interactome预测潜在miRNA,RIP实验检测Ago2富集的miRNA,qRT-PCR检测miRNA表达,双荧光素酶报告基因验证结合位点。

4

miR-488-3p靶向HAS2的验证

确认miR-488-3p是否直接靶向HAS2并调控其表达

通过四个数据库预测靶基因,双荧光素酶报告基因筛选,qRT-PCR和IHC检测HAS2表达,Pearson相关分析表达相关性,Western blot验证miR-488-3p对HAS2蛋白的调控。

5

HAS2介导circ_102002功能的恢复实验

验证HAS2过表达能否逆转circ_102002敲低对EMT和迁移的抑制作用

在sh-circ_102002 TPC-1细胞中转染HAS2表达质粒,检测EMT标志物(IF)、迁移能力(划痕、Transwell)和FAK/Akt通路蛋白(Western blot)。

6

circ_102002敲低对体内肺转移的影响

在小鼠模型中评估circ_102002敲低对PTC肺转移的抑制作用

将稳定敲低circ_102002的TPC-1细胞(带荧光素酶标签)尾静脉注射裸鼠,21天后IVIS成像检测转移,取肺进行H&E和IHC染色分析。

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
TRIzol试剂Thermo Fisher Scientific--
安捷伦2100生物分析仪Agilent Technologies--
核质分离试剂盒Inventbiotech--
PrimeScript RT试剂盒Takara--
SYBR Premix Ex TaqTakara--
SYBR PrimeScript miRNA RT-PCR试剂盒Takara--
原位杂交试剂盒Thermo Fisher Scientific--
FITC标记的circ_102002探针Exiqon--
DAPISigma-Aldrich--
共聚焦显微镜Nikon--
DAB显色液Sigma-Aldrich--
显微镜(TE2000-U)NikonTE2000-U
F-12K培养基----
RPMI-1640培养基----
胎牛血清Thermo Fisher Scientific--
嘌呤霉素Sigma-Aldrich--
Lipofectamine 2000Invitrogen--
RIPA裂解液Sigma-Aldrich--
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific--
PVDF膜Millipore--
增强化学发光试剂盒Santa Cruz--
Quantity One软件Bio-Rad--
Image J软件----
Transwell小室Corning Costar--
基质胶BD Biosciences--
荧光素酶报告基因检测系统Promega--
β-半乳糖苷酶表达载体Promega--
p-MIR报告质粒Promega--
D-荧光素Promega--
IVIS Lumina XR III小动物活体成像系统PerkinElmer--
抗Vimentin、Slug、Twist、MMP2、MMP9、HAS2、p-FAK、FAK、p-AKT、AKT、E-cadherin、N-cadherin、COX-2、Ki67的抗体----

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
临床样本分析
PTC组织及癌旁组织的配对情况、样本量(50对)、患者临床病理特征(如淋巴转移、TNM分期)
阅读提示:Methods: Patient tissue samples; Table 1
细胞培养与处理
细胞系(HTori-3, TPC-1, KTC-1, CAL62, SNU-790)的来源、培养基(F-12K或RPMI-1640)、FBS浓度(10%)、培养条件(37°C、5% CO2)、慢病毒感染MOI或滴度、嘌呤霉素筛选浓度(300 µg/ml)、转染试剂用量(Lipofectamine 2000)及转染后检测时间(48-72小时)
阅读提示:Methods: Cell culture; Cell infection and cell transfection
circ_102002与miR-488-3p结合验证
RIP实验中使用的Ago2抗体和IgG对照;双荧光素酶报告基因的转染组合(miR-488-3p mimics/inhibitor和对照)、检测时间(24小时)
阅读提示:Methods: RNA binding protein immunoprecipitation (RIP) assay; Luciferase reporter assay; Fig. 4
miR-488-3p靶向HAS2验证
双荧光素酶报告基因的HAS2 3'-UTR序列及突变位点;qRT-PCR和Western blot中使用的内参(GAPDH);细胞转染方案
阅读提示:Methods: Luciferase reporter assay; Plasmid construction; Fig. 5
体内肺转移实验
小鼠品系(thymic BALB/c nude mice)、体重(16-18 g)、细胞注射数量(1×10^6)、注射方式(静脉)、检测时间(21天)、d-luciferin用量(100 μl, 10 mg/ml)、成像系统(IVIS Lumina XR III)
阅读提示:Methods: Mouse lung metastasis model; Fig. 7