长链非编码RNA NEAT1由BHLHE40诱导激活Wnt/β-catenin信号通路并促进结直肠癌进展

Long non-coding RNA NEAT1 induced by BHLHE40 activates Wnt/β-catenin signaling and potentiates colorectal cancer progression.

作者信息Anlong Ji, Hui Li, Xiangwei Fu, Yourong Zhang, Yanhe Liu
PMID39098910
期刊Cell Div
发布时间2024-08
DOI10.1186/s13008-024-00129-7

实验完整度

包含体外细胞实验(RT-qPCR、双荧光素酶、ChIP、MTT、Transwell、Western blot、流式)、体内动物实验(皮下及尾静脉模型,HE、免疫组化)及机制验证,且进行回补实验,证据层级独立。

主要模型

人结直肠癌细胞系LoVo、HCT-15 人结肠上皮细胞HCoEpiC BALB/C裸鼠皮下移植瘤模型 BALB/C裸鼠尾静脉肺转移模型

重点核对

NEAT1和BHLHE40在CRC组织和细胞中的表达水平(RT-qPCR) BHLHE40与NEAT1启动子结合及转录调控(双荧光素酶、ChIP) sh-BHLHE40和oe-NEAT1的感染效率及对细胞功能的影响(MTT、Transwell、流式) 体内肿瘤生长和肺转移实验的动物分组及处理(每组6只裸鼠,皮下或尾静脉注射) Wnt/β-catenin通路活性(TOP/FOP flash、Western blot)及iCRT3处理(75 μM,24 h)

摘要

背景:核富集丰富转录本1(NEAT1)是一种长链非编码RNA(lncRNA),已被证明与结直肠癌(CRC)的进展有关。然而,其上游机制尚未得到充分研究。在本研究中,我们探讨了NEAT1在CRC中的功能和机制。方法:通过RT-qPCR分析CRC组织和CRC细胞中NEAT1的表达。从UALCAN获得与NEAT1共表达的基因,并与hTFtarget中靶向NEAT1的转录因子取交集。采用双荧光素酶实验、RT-qPCR和ChIP分析BHLHE40与NEAT1之间的转录调控关系。敲低BHLHE40并过表达NEAT1的LoVo和HCT-15细胞用于MTT、Transwell、Western blot和流式细胞术以检测CRC细胞的恶性侵袭能力。在小鼠中通过HE和免疫组化分析研究敲低BHLHE40和过表达NEAT1对肿瘤和肺转移的影响。结果:NEAT1和BHLHE40在CRC组织和细胞中显著过表达。BHLHE40与NEAT1启动子存在结合关系。敲低BHLHE40在体外逆转了恶性表型,并在体内减缓了肿瘤生长和转移扩散,这些效应可被NEAT1过表达所逆转。BHLHE40过表达增加了Wnt/β-catenin通路活性,而敲低NEAT1降低了Wnt/β-catenin通路活性。结论:BHLHE40介导NEAT1的转录激活,进而激活Wnt/β-catenin通路并促进CRC进展。

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
NEAT1在结直肠癌中的上游调控机制及其对CRC进展的功能和机制是什么?
核心机制
BHLHE40作为转录因子直接结合NEAT1启动子,转录激活NEAT1,进而激活Wnt/β-catenin信号通路,促进CRC细胞增殖、迁移、侵袭及EMT。
主要证据
通过UALCAN和hTFtarget预测及RT-qPCR验证NEAT1和BHLHE40高表达;双荧光素酶和ChIP证实BHLHE40结合NEAT1启动子;体外敲低BHLHE40抑制恶性表型,NEAT1过表达逆转;体内实验显示sh-BHLHE40抑制肿瘤生长和肺转移,oe-NEAT1逆转;Western blot和TOP/FOP flash显示BHLHE40激活Wnt/β-catenin,NEAT1敲低减弱该激活。
研究意义
揭示BHLHE40/NEAT1/Wnt-β-catenin轴在CRC EMT中的分子机制,并提示BHLHE40和NEAT1可作为CRC治疗的潜在分子靶点。

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

检测NEAT1和BHLHE40在CRC组织和细胞中的表达

明确NEAT1和BHLHE40在CRC中的表达水平,验证其在肿瘤组织中的上调。

通过UALCAN数据库分析COAD和READ中NEAT1表达,RT-qPCR检测54对CRC组织及癌旁组织、CRC细胞系和HCoEpiC细胞中NEAT1和BHLHE40的表达。

2

预测并验证BHLHE40对NEAT1的转录调控

验证BHLHE40是否直接结合NEAT1启动子并促进其转录。

利用UALCAN获得与NEAT1共表达基因与hTFtarget预测的转录因子取交集,筛选BHLHE40;在LoVo和HCT-15细胞中敲低BHLHE40,检测NEAT1表达;双荧光素酶报告基因和ChIP实验验证BHLHE40与NEAT1启动子的结合。

3

体外功能回补实验验证NEAT1介导BHLHE40的作用

验证敲低BHLHE40对CRC细胞恶性表型的抑制作用是否通过NEAT1介导。

在LoVo和HCT-15细胞中敲低BHLHE40并过表达NEAT1,进行MTT、Transwell(迁移和侵袭)、Western blot(EMT标记物)及流式细胞术(凋亡)检测。

4

体内实验验证BHLHE40-NEAT1对肿瘤生长和转移的调控

评估敲低BHLHE40和过表达NEAT1对体内肿瘤生长和肺转移的影响。

将感染sh-NC、sh-BHLHE40、sh-BHLHE40+oe-NC、sh-BHLHE40+oe-NEAT1的HCT-15细胞皮下注射或尾静脉注射入BALB/C裸鼠,观察肿瘤生长曲线,4周或24天后取肿瘤和肺组织进行HE染色和免疫组化(Ki67、BHLHE40)及Western blot检测EMT标记物。

5

验证BHLHE40-NEAT1激活Wnt/β-catenin通路

验证BHLHE40通过NEAT1激活Wnt/β-catenin信号通路,并介导促癌功能。

在CRC细胞中过表达BHLHE40并敲低NEAT1,Western blot检测Wnt、β-catenin、c-myc、cyclin D1及EMT蛋白;用TOP/FOP flash检测通路活性;用Wnt/β-catenin抑制剂iCRT3处理,检测细胞活力、迁移、侵袭和凋亡。

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
杜尔贝科改良伊格尔培养基WheLabM0101A
胎牛血清----
青霉素/链霉素----
iCRT3SelleckS8647
MTT细胞增殖和细胞毒性检测试剂盒Beijing Solarbio Life SciencesM1020
基质胶----
结晶紫Sangon BiotechA100528
膜联蛋白V-FITC/PI凋亡检测试剂盒SangonE606336
RIPA裂解液----
蛋白酶抑制剂----
PVDF膜----
BHLHE40抗体ProteinTech Group17895-1-AP
Wnt抗体ProteinTech Group27935-1-AP
β-catenin抗体ProteinTech17565-1-AP
细胞周期蛋白D1抗体ProteinTech26939-1-AP
c-myc抗体GeneTexGTX103436
E-钙黏蛋白抗体GeneTexGTX100443
N-钙黏蛋白抗体GeneTexGTX127345
波形蛋白抗体GeneTexGTX100619
β-肌动蛋白抗体SangonD110001
HRP标记的山羊抗兔二抗GeneTexGTX213110-01
ECL化学发光系统----
Trizol总RNA提取试剂Tansoole--
miRNeasy FFPE试剂盒Qiagen--
逆转录试剂盒Tansoole041088841
探针法荧光PCR预混液Tansoole041093363
pGL3-Basic荧光素酶载体MiaolingbioP32227
双荧光素酶检测试剂盒Thermo Fisher16186
TOP flash荧光素酶报告质粒BeyotimeD2501
FOP flash质粒BeyotimeD2503
脂质体转染试剂2000Thermo Fisher--
ChIP检测试剂盒Sigma-Aldrich17-295
BHLHE40抗体Thermo FisherPA1-16546
兔IgGThermo Fisher--
Ki67抗体SigmaSAB5700770-100UL
HRP标记的山羊抗兔二抗BeyotimeA0208
DAB显色试剂盒BeyotimeP0202
GraphPad Prism 8GraphPad--

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
患者组织收集
来自54名CRC患者的肿瘤和癌旁组织,排除术前接受化疗或放疗者;组织学由病理学家确认
阅读提示:Materials and methods,Patient tissues collection
细胞培养和处理
细胞系:HCoEpiC、LoVo、HCT-15、Caco-2;培养基DMEM+10% FBS+1%青霉素/链霉素,37°C,5% CO2;iCRT3浓度75 μM,处理24小时
阅读提示:Materials and methods,Cell culture and treatment
细胞增殖检测
MTT实验:每孔5000细胞,孵育24、48、72小时,490nm测OD值
阅读提示:Materials and methods,Cell proliferation assay
迁移和侵袭实验
Transwell:105细胞/室,侵袭实验需加Matrigel 50μL,迁移不加;24小时固定染色
阅读提示:Materials and methods,Cell migration and invasion assays
流式细胞术
Annexin V-FITC/PI双染,5μL Annexin V-FITC和5μL PI,室温避光15-20分钟
阅读提示:Materials and methods,Flow cytometry
Western blot
一抗稀释比和货号:BHLHE40 1:1000, Wnt 1:500, β-catenin 1:2000, cyclin D1 1:5000, c-myc 1:500, E-cadherin 1:500, N-cadherin 1:500, Vimentin 1:5000, β-actin 1:500;二抗1:1000
阅读提示:Materials and methods,Western blot
RT-qPCR
组织RNA提取用miRNeasy FFPE Kit,细胞用Trizol;引物序列见原文
阅读提示:Materials and methods,RT-qPCR
双荧光素酶实验
pGL3-Basic载体,转染24小时;TOP/FOP flash质粒,Lipofectamine 2000转染
阅读提示:Materials and methods,Luciferase reporter assay
ChIP实验
细胞用1%甲醛交联10分钟,125mM甘氨酸终止;BHLHE40抗体1:50,兔IgG对照
阅读提示:Materials and methods,Chromatin immunoprecipitation (ChIP) assay
体内实验
BALB/C裸鼠,每组6只;皮下注射约107细胞,尾静脉约106细胞;肿瘤体积计算L×W2/2,4周或24天后取材
阅读提示:Materials and methods,In vivo experiments
HE染色
切片脱蜡、梯度乙醇水化,苏木素5分钟,伊红2分钟
阅读提示:Materials and methods,HE staining
免疫组化
抗原修复用柠檬酸缓冲液,Ki67抗体1:100,BHLHE40抗体1:100,二抗1:1000
阅读提示:Materials and methods,Immunohistochemical analysis