致癌microRNA-181d结合OGT有助于卵巢癌细胞对顺铂的耐药性

Oncogenic microRNA-181d binding to OGT contributes to resistance of ovarian cancer cells to cisplatin.

作者信息Wei Huang, Ling Chen, Kean Zhu, Donglian Wang
PMID34876558
发布时间2021-12-08
DOI10.1038/s41420-021-00715-6

实验完整度

包含临床样本原位杂交、体外细胞功能实验(CCK-8、流式)、机制验证(双荧光素酶、Co-IP、泛素化)及体内异种移植瘤模型。

主要模型

A2780和A2780/DDP细胞系 COC1/DDP、SKOV3/DDP、OVCAR3/DDP细胞系 BALB/c裸鼠异种移植瘤模型 78例卵巢癌患者组织样本

重点核对

DDP处理浓度50 μmol/L,处理时间48小时 细胞转染试剂Lipofectamine 3000 体内DDP给药剂量3 mg/kg,每两天一次 每组6只裸鼠

摘要

卵巢癌(OC)是一种常见的妇科癌症,以高恶性潜能为特征。MicroRNA(miRNA或miR)与人类恶性肿瘤的化疗或放疗耐药性相关。在此,当前研究旨在探讨miR-181d参与OC细胞对顺铂(DDP)耐药的调控机制。首先,采用原位杂交方法检测DDP耐药或DDP敏感患者卵巢组织中miR-181d的表达。此外,通过RT-qPCR测定A2780细胞和A2780/DDP细胞系中miR-181d的表达。然后进行功能获得和功能丧失实验,以表征miR-181d对OC细胞行为的影响。我们探讨了miR-181d与OGT的亲和力,以及KEAP1的下游糖基化和NRF2的泛素化。此外,进行了体内实验以确定miR-181d在肿瘤对DDP耐药中的作用。miR-181d在DDP耐药患者的卵巢组织和A2780/DDP细胞系中高表达。miR-181d的异位表达增强了OC细胞对DDP的耐药性。此外,发现miR-181d靶向OGT mRNA的3'UTR,并负调控OGT表达。机制结果表明,OGT通过KEAP1的糖基化抑制NRF2表达,从而抑制OC细胞对DDP的耐药性。此外,miR-181d负向调控OGT/KEAP1/NRF2轴,在体内增强OC对DDP的耐药性。总体而言,这些发现表明,miR-181d介导的OGT抑制限制了KEAP1的糖基化,然后减少了NRF2的泛素化和降解,导致OC对DDP耐药。这项研究为OC的预防和控制提供了新的见解。

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
miR-181d是否通过靶向OGT调控KEAP1/NRF2轴影响卵巢癌细胞对顺铂的耐药性?
核心机制
miR-181d直接靶向OGT并抑制其表达,从而抑制KEAP1的糖基化,减少NRF2的泛素化和降解,导致NRF2表达增加,进而促进卵巢癌细胞对DDP的耐药性。
主要证据
临床样本原位杂交显示miR-181d在耐药组织中高表达;体外功能实验表明miR-181d增强细胞活力、抑制凋亡;双荧光素酶报告基因验证miR-181d与OGT 3'UTR结合;Co-IP和泛素化实验验证OGT/KEAP1/NRF2轴;体内异种移植瘤模型显示miR-181d促进肿瘤生长。
研究意义
该研究为理解卵巢癌化疗耐药机制提供了新见解,并提示miR-181d可作为预测卵巢癌患者化疗敏感性的新型生物标志物或治疗靶点。

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

临床样本与细胞系中miR-181d表达分析

验证miR-181d在顺铂耐药卵巢癌组织和细胞中的表达情况。

通过原位杂交检测78例卵巢癌患者组织中miR-181d表达,通过RT-qPCR检测A2780/DDP、COC1/DDP、SKOV3/DDP、OVCAR3/DDP及各自亲本细胞中miR-181d表达。

2

miR-181d功能获得与丧失实验

明确miR-181d对卵巢癌细胞顺铂耐药性的影响。

在A2780/DDP细胞中转染miR-181d inhibitor,在A2780细胞中转染miR-181d mimic,通过CCK-8、流式细胞术和Western blot检测细胞活力、凋亡和凋亡/增殖相关蛋白表达。

3

miR-181d靶基因验证

验证OGT是否为miR-181d的直接靶基因。

通过starBase、microRNA.org和TargetScan预测靶基因,与TCGA数据交叉,通过双荧光素酶报告基因实验验证miR-181d与OGT 3'UTR结合,并通过Western blot和RT-qPCR检测OGT表达变化。

4

miR-181d通过OGT调控DDP耐药的功能验证

验证miR-181d是否通过下调OGT促进DDP耐药。

在A2780/DDP细胞中共转染miR-181d inhibitor和sh-OGT,或在A2780细胞中共转染miR-181d mimic和oe-OGT,检测细胞活力、凋亡及蛋白表达。

5

OGT调控KEAP1/NRF2轴的机制验证

阐明OGT通过糖基化KEAP1调控NRF2的分子机制。

通过Western blot检测OGT过表达或敲低后KEAP1和NRF2表达,通过Co-IP检测OGT与KEAP1相互作用、KEAP1糖基化及NRF2泛素化,并使用KEAP1 S104突变体验证。

6

miR-181d通过OGT/KEAP1/NRF2轴调控DDP耐药验证

在细胞水平验证miR-181d通过OGT/KEAP1/NRF2轴影响DDP耐药。

在A2780/DDP细胞中共转染miR-181d inhibitor和oe-NRF2,或在A2780细胞中共转染miR-181d mimic和sh-NRF2,检测细胞活力、凋亡及蛋白表达。

7

体内异种移植瘤实验

验证miR-181d/OGT/KEAP1/NRF2轴在体内对DDP耐药的影响。

将稳定转染miR-181d mimic和/或sh-NRF2的A2780细胞皮下接种于裸鼠,DDP腹腔注射,测量肿瘤体积并检测肿瘤组织中相关蛋白表达。

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
蛋白酶KRoche--
miR-181d探针Sigma--
BM Purple显色底物Roche1 442 074 001
DMEM培养基Solarbio--
RPMI-1640培养基HycloneSH30809.01
胎牛血清Zhejiang Tianhang Biotechnology Co., Ltd.--
青霉素/链霉素Sigma--
顺铂Qilu Pharmaceutical Co., Ltd.--
Lipofectamine 3000转染试剂InvitrogenL3000008
miR-181d模拟物/抑制剂GenePharma--
pGPU6载体GenePharmaC02001
pcDNA3.1载体Thermo Fisher ScientificV79520
CCK-8试剂盒Dojindo Laboratories--
680酶标仪Bio-Rad--
Annexin V-FITC/PI试剂盒BD Biosciences Pharmingen--
Annexin V-FITCLife TechnologiesV13241
pGL3-control载体Promega--
双荧光素酶报告基因检测系统Promega--
TD-20/20发光检测仪PromegaE5311
Pierce免疫沉淀缓冲液Pierce--
蛋白G磁珠Thermo Fisher Scientific--
抗KEAP1抗体Cell Signaling Technology4678
抗NRF2抗体Abcamab137550
正常IgGAbcamab7099
MG132MedChemExpressHY-13259
5SGlcNAc----
TRIzol试剂Thermo Fisher Scientific16096020
逆转录试剂盒PromegaM1701
miRNA第一链cDNA合成(加尾反应)试剂盒Shanghai Sangon Biotechnology Co., Ltd.B532451
TaqMan microRNA检测----
TaqMan通用PCR预混液----
RIPA裂解液SolarbioR0010
BCA蛋白定量试剂盒Guangzhou Jiebeisi Biotechnology Co., Ltd.--
PVDF膜Millipore--
抗OGT抗体Abcamab177941
抗KEAP1抗体Abcamab196346
抗NRF2抗体Abcamab137550
抗泛素抗体Abcamab7780
抗O-GlcNAc抗体Abcamab2739
抗裂解caspase-3抗体Abcamab2302
抗caspase-3抗体Abcamab13847
抗PCNA抗体Abcamab32552
抗β-肌动蛋白抗体Abcamab179467
山羊抗兔IgG抗体Abcamab97051
山羊抗小鼠IgG抗体Abcamab205719
Image Quant LAS 4000 C凝胶成像仪GE Healthcare--
BALB/c裸鼠Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd.--

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
临床样本收集
78例卵巢癌患者的组织样本,化疗耐药组32例,化疗敏感组46例
阅读提示:Materials/subjects and methods 中的 Study subjects 部分
细胞培养与处理
A2780/DDP等耐药细胞需用0.5 μg/mL DDP维持耐药性,实验前3天更换无DDP培养基;DDP处理浓度50 μmol/L,处理48小时
阅读提示:Materials/subjects and methods 中的 Cell culture, transfection, and grouping 部分
体外功能实验
转染试剂Lipofectamine 3000;细胞接种密度3×10^5/孔(6孔板),CCK-8实验接种1×10^3/孔(96孔板)
阅读提示:Materials/subjects and methods 中的 Cell culture, transfection, and grouping 和 CCK-8 assay 部分
机制验证实验
MG132处理浓度10 μM,6小时;CHX处理25 μg/mL,1小时;5SGlcNAc处理50 μM,10小时
阅读提示:Materials/subjects and methods 中的 Ubiquitination assay 和 Glycosylation detection 部分
体内实验
每组6只裸鼠;细胞接种2×10^6个;DDP剂量3 mg/kg,每两天一次;肿瘤体积测量时间点5、10、15、20、25天
阅读提示:Materials/subjects and methods 中的 Xenograft tumor in nude mice 部分