PER3启动子高甲基化与泛癌进展相关

PER3 promoter hypermethylation correlates to the progression of pan-cancer.

作者信息Yaoxu Li, Wenjuan Li, Jinhai Deng, Mingzhu Yin
PMID39402618
发布时间2024-10-14
DOI10.1186/s13148-024-01760-5

实验完整度

包含多数据库生物信息学分析、体外细胞功能实验(增殖、迁移、侵袭)、体内异种移植瘤模型及机制验证(BSP、DAC处理)。

主要模型

KIRP细胞系786-O和Caki-1 LUAD细胞系A549 正常肾细胞系HK-2 BALB/c裸鼠皮下异种移植瘤模型

重点核对

786-O、Caki-1和A549细胞中PER3过表达,HK-2细胞中PER3沉默 DAC处理浓度10 μM,处理72小时,每24小时更换培养基和药物 BSP分析CGI cg12258811甲基化水平,含3个CG位点,统计位点在384 bp 体内实验:BALB/c裸鼠每组5只,皮下注射PER3-786-O或vector-786-O细胞,25天后处死

摘要

背景:恶性细胞表现出周期昼夜调节因子3(PER3)表达降低。然而,PER3在癌症中表达变化的潜在机制以及PER3在肿瘤进展中的具体功能仍知之甚少。结果:我们探索了多个公共数据库,进行了生物信息学分析,并进行了体外和体内实验进行验证。我们发现PER3在大多数类型的癌症中表达降低,PER3下调与8种癌症的不良预后相关。PER3启动子甲基化水平在11种癌症中升高。启动子高甲基化(CpG岛[CGIs] cg12258811和cg14204433)与六种癌症(乳腺浸润性癌、结肠腺癌、头颈部鳞状细胞癌、肾乳头状细胞癌[KIRP]、肺腺癌[LUAD]和子宫内膜癌)中PER3表达降低相关。CGI cg12258811高甲基化与生存时间缩短和癌症分期进展相关。此外,亚硫酸氢盐焦磷酸测序分析证实了CGI cg12258811高甲基化及其与PER3表达的负相关。体外和体内实验证明PER3抑制KIRP和LUAD进展。地西他滨通过降低启动子(cg12258811)甲基化水平增强PER3表达并抑制KIRP细胞功能。结论:我们的发现推进了对癌症中PER3表达变化机制的理解,并确认了PER3高甲基化和下调的肿瘤相关功能。

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
本研究旨在探讨PER3在泛癌中的表达模式、预后价值及启动子甲基化对其表达的影响和功能。
核心机制
PER3启动子CpG岛高甲基化(特别是cg12258811和cg14204433)导致PER3表达下调,从而促进癌症进展。
主要证据
多数据库分析显示PER3启动子高甲基化与表达降低相关;BSP验证KIRP中cg12258811高甲基化;体外和体内实验证实PER3抑制KIRP和LUAD进展。
研究意义
PER3可作为泛癌预后标志物,其启动子甲基化调控机制为肿瘤治疗提供新理论依据。

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

泛癌表达与预后分析

分析PER3在不同癌症中的表达差异及其与预后的关联

利用TCGA和GTEx数据比较33种癌症与正常组织PER3 mRNA表达,并基于COX回归进行OS、DSS、PFI生存分析。

2

启动子甲基化分析

探讨PER3启动子甲基化水平及其与表达和预后的关系

通过UALCAN、MEXPRESS、EWAS Data Hub等数据库分析PER3启动子及CGI甲基化水平,并结合表达和临床数据。

3

免疫浸润及功能富集分析

评估PER3表达与免疫细胞浸润的关系及潜在分子机制

使用GSVA分析24种免疫细胞浸润,并对PER3相关DEGs进行GO和KEGG富集。

4

体外细胞功能实验

验证PER3对KIRP和LUAD细胞增殖、迁移和侵袭的影响

构建PER3过表达和沉默细胞系,进行CCK-8、集落形成、划痕和Transwell实验。

5

体内异种移植瘤模型

验证PER3过表达对KIRP肿瘤生长的影响

将vector-786-O和PER3-786-O细胞皮下注射至BALB/c裸鼠,25天后处死,测量肿瘤体积和重量,并进行IHC和H&E染色。

6

甲基化验证与药物处理

确认KIRP中PER3启动子CGI cg12258811高甲基化及其功能影响

利用BSP检测HK-2、786-O和Caki-1细胞中cg12258811甲基化水平,并用DAC处理以降低甲基化水平,观察PER3表达和细胞功能变化。

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
DMEM培养基Gibco--
RPMI-1640培养基Pricella--
McCoy's 5A培养基Pricella--
胎牛血清PAN-biotech--
青霉素-链霉素Pricella--
嘌呤霉素----
总RNA提取试剂VazymeR401-01
RT预混液(含gDNA去除)试剂盒MedChemExpressHY-K0511A
SYBR Green qPCR预混液(无ROX)MedChemExpressHY-K0523
CFX Connect实时荧光定量PCR仪BIORAD1855201
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
PVDF膜MilliporeIPVH00010
CCK-8试剂盒MedChemExpressHY-K0301
Transwell小室Corning3422
基质胶Corning356234
免疫组化检测试剂盒SolarbioDA1010
地西他滨MedChemExpressHY-A0004
BALB/c裸鼠Changzhou Cavens Laboratory Animal 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
细胞系和培养
细胞系来源、培养基类型、FBS浓度、培养条件
阅读提示:Materials and methods: Cell cultures and reagents
PER3过表达/沉默
慢病毒载体构建、感染MOI、筛选浓度和筛选时间
阅读提示:Materials and methods: Construction of stable PER3-overexpressed and PER3-silenced cell lines
细胞增殖实验
CCK-8检测时间点、细胞接种密度
阅读提示:Materials and methods: CCK-8 assay
迁移和侵袭实验
Matrigel包被与否、接种细胞数、培养时间
阅读提示:Materials and methods: Transwell migration and invasion assays
体内实验
小鼠品系、周龄、体重、每组数量、肿瘤细胞接种量、观察时间
阅读提示:Materials and methods: In vivo xenograft tumor models
甲基化验证
DAC浓度、处理时间、BSP引物序列和CG位点
阅读提示:Materials and methods: Decitabine (DAC) treatment and bisulfite pyrosequencing (BSP) analysis