外泌体lncRNA SNHG12促进血管生成和乳腺癌进展

Exosomal lncRNA SNHG12 promotes angiogenesis and breast cancer progression.

作者信息Yan Chen, Yuxin Zhou, Jiafeng Chen, Jiahui Yang, Yijie Yuan, Weizhu Wu
PMID38833118
发布时间2024-07
DOI10.1007/s12282-024-01574-6

实验完整度

包含体外细胞功能实验(增殖、迁移、成管)、体内裸鼠成瘤模型、转录组测序、RNA pull-down、RIP、ChIP等分子机制验证,证据层级丰富。

主要模型

MDA-MB-231乳腺癌细胞系 人脐静脉内皮细胞(HUVECs) BALB/c裸鼠皮下移植瘤模型 MCF-10A正常乳腺上皮细胞系

重点核对

外泌体来源:MDA-MB-231 vs MCF-10A细胞条件培养基 SNHG12敲低或过表达的外泌体处理HUVECs,剂量为20 μg/mL 体内实验:雌性无胸腺BALB/c裸鼠(5周龄,20±2 g),肿瘤体积100 mm3时瘤内注射,每周一次,n=5 MMP10敲低或过表达及PBRM1过表达的HUVECs功能实验 统计方法:Student's t检验、方差分析,P<0.05为显著性

摘要

目的:乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一。外泌体是细胞间通讯的重要介质;然而,它们在乳腺癌中人脐静脉内皮细胞(HUVECs)血管生成中的调控机制仍不清楚。方法:我们分离并鉴定了乳腺癌细胞来源的外泌体,并研究了它们的功能。使用外泌体测序和TCGA数据库筛选长链非编码RNA(lncRNA)。进行体外和体内实验以研究外泌体lncRNA在HUVEC血管生成和肿瘤生长中的作用。使用分子方法证明lncRNA的分子机制。结果:我们证明乳腺癌细胞来源的外泌体促进HUVEC增殖、管形成和迁移。结合外泌体测序结果和癌症基因组图谱乳腺癌数据库,我们筛选出lncRNA小核仁RNA宿主基因12(SNHG12),它在乳腺癌细胞中高表达。在与过表达SNHG12的外泌体共培养的HUVEC中,SNHG12也上调。此外,外泌体中SNHG12的过表达增加了HUVEC的增殖和迁移,而外泌体中SNHG12的缺失则表现出相反的效果。体内实验表明,外泌体中SNHG12的敲低抑制了乳腺癌肿瘤的生长。转录组测序鉴定MMP10为SNHG12的靶基因。功能实验显示MMP10过表达促进HUVEC血管生成。机制上,SNHG12通过直接结合PBRM1,阻断PBRM1与MMP10的相互作用。此外,外泌体SNHG12通过PBRM1和MMP10促进HUVEC血管生成。结论:总之,我们的研究结果证实外泌体SNHG12通过PBRM1-MMP10轴促进HUVEC血管生成,导致乳腺癌恶性程度增强。外泌体SNHG12可能成为乳腺癌的新治疗靶点。

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
乳腺癌细胞来源的外泌体lncRNA是否调控HUVECs的血管生成及其机制
核心机制
外泌体SNHG12直接结合PBRM1,阻断PBRM1与MMP10启动子增强子区域的结合,解除PBRM1对MMP10转录的抑制,上调MMP10表达,从而促进HUVEC血管生成。
主要证据
乳腺癌细胞外泌体促进HUVEC增殖、迁移和成管;SNHG12敲低外泌体抑制裸鼠肿瘤生长和微血管密度;RNA pull-down、RIP和ChIP证实SNHG12-PBRM1-MMP10相互作用
研究意义
外泌体SNHG12可能成为乳腺癌治疗的新靶点,抑制外泌体SNHG12在降低HUVEC血管生成方面具有应用价值

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

外泌体分离与功能验证

验证乳腺癌细胞来源外泌体对HUVEC血管生成能力的影响

从MDA-MB-231和MCF-10A细胞培养上清中通过超速离心提取外泌体,用TEM和western blot鉴定,并与HUVECs共培养后检测其增殖、迁移和成管能力。

2

候选lncRNA筛选

鉴定外泌体中调控血管生成的关键lncRNA

利用外泌体测序和TCGA数据库筛选差异lncRNA,并通过GO/KEGG富集及网络分析,最终选择SNHG12。

3

外泌体SNHG12对HUVEC功能的体外验证

验证外泌体SNHG12对HUVEC增殖、迁移和成管的影响

在MDA-MB-231细胞中过表达或敲低SNHG12,收集外泌体处理HUVECs,检测其功能变化。

4

体内肿瘤模型验证

验证外泌体SNHG12敲低对肿瘤生长和血管生成的影响

建立裸鼠皮下移植瘤模型,瘤内注射SNHG12敲低的外泌体和对照,测量肿瘤体积、重量,并通过免疫荧光检测CD31和CD34表达评估微血管密度。

5

下游靶基因鉴定

鉴定SNHG12调控血管生成的下游靶基因

对SNHG12过表达的HUVECs进行转录组测序,分析差异表达基因,并通过功能富集和qRT-PCR验证,最终确定MMP10。

6

MMP10功能验证

验证MMP10对HUVEC血管生成功能的影响

在HUVECs中过表达或敲低MMP10,通过CCK-8、划痕、Transwell和成管实验检测功能变化。

7

分子机制解析

阐明SNHG12调控MMP10的分子机制

通过RNA pull-down、RIP和ChIP实验验证SNHG12与PBRM1的直接相互作用,以及PBRM1与MMP10启动子的结合。

8

救援实验验证机制

验证外泌体SNHG12通过PBRM1和MMP10调控血管生成

在HUVECs中同时过表达SNHG12和PBRM1或敲低MMP10,检测HUVEC功能变化,以验证机制。

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Corning10-013-CVR
L-15培养基SolarbioLA9510
MCF-10A专用培养基ProcellCM-0525
ScienCell 1001培养基ScienCell--
胎牛血清Gibco--
青霉素/链霉素Sangon--
TRIzol试剂Invitrogen--
cDNA合成试剂盒Thermo--
SYBR Green PCR预混液Roche--
改良BCA蛋白定量试剂盒Sangon BiotechC503051
RIPA裂解液Thermo Fisher--
GAPDH抗体Proteintech60004-1-Lg
CD63抗体Abcamab216130
PBRM1抗体Proteintech12563-1-AP
山羊抗兔IgG H&L(HRP)BeyotimeA0208
山羊抗小鼠IgG H&L(HRP)BeyotimeA0216
基质胶----
脂质体2000Invitrogen--
DharmaFECT4转染试剂Dharmacon--
胰蛋白酶-EDTA----
结晶紫----
CD31抗体Abcamab222783
CD34抗体Abcamab81289
Cy3标记的山羊抗兔IgG (H+L)ServicebioGB21403
DAPI----
KAPA链特异性RNA-seq文库制备试剂盒Illumina--
Illumina NovaSeq 6000测序系统Illumina--
磁珠RNA-蛋白质pull-down试剂盒Thermo--
ChIP试剂盒Millipore--

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
细胞培养
细胞系来源、培养基、血清浓度(10%)、抗生素浓度(1%)、培养温度(37℃)和CO2浓度(5%)
阅读提示:Materials and methods: Cell culture
外泌体提取
超速离心各步骤转速和时间:300×g 10min、2000×g 20min、10,000×g 30min、100,000×g 1.5h
阅读提示:Materials and methods: Isolation and characterization of exosomes
外泌体功能实验
外泌体处理浓度:20 μg/mL(Transwell),其他实验浓度未明确说明;处理时间:24小时(成管和划痕实验)
阅读提示:Materials and methods: Tube formation assay, Transwell assay
细胞转染
转染试剂:Lipofectamine 2000(质粒)和DharmaFECT4(siRNA)
阅读提示:Materials and methods: Cell transfection
体内实验
动物品系、性别、周龄、体重:雌性BALB/c裸鼠,5周,20±2g;肿瘤体积达到100mm3时开始治疗;给药方式:瘤内注射,每周一次;样本量n=5;观察时间26天
阅读提示:Materials and methods: Tumor formation in nude mice