PCMT1敲低通过全局调控三阴性乳腺癌细胞的转录组谱抑制恶性特性

PCMT1 knockdown attenuates malignant properties by globally regulating transcriptome profiles in triple-negative breast cancer cells.

作者信息Aili Saiding, Dilinuer Maimaitiyiming, Minglan Chen, Futian Yan, Dong Chen, Xinyu Hu, Ping Shi
PMID37953789
期刊PeerJ
发布时间2023-11-06
DOI10.7717/peerj.16006

实验完整度

包含细胞增殖、凋亡、迁移、侵袭实验以及RNA-seq和RT-qPCR验证,但缺乏动物模型和临床样本验证,机制验证不充分。

主要模型

MDA-MB-231细胞系

重点核对

shPCMT1序列和NC序列 MDA-MB-231细胞来源(Procell, CL-0150B) MOI=100的慢病毒感染 0.5 μg/ml嘌呤霉素筛选稳定细胞系 RNA-seq三个生物学重复

摘要

背景:作为女性中最常被诊断的癌症,乳腺癌具有高死亡率和转移率,尤其是三阴性乳腺癌(TNBC)。作为一种癌基因,蛋白-L-异天冬氨酸(D-天冬氨酸)O-甲基转移酶(PCMT1)在乳腺癌中高表达,是预后生物标志物,但其潜在功能仍不清楚。方法:在本研究中,我们通过短发夹RNA(shPCMT1)沉默TNBC MDA-MB-231细胞中的PCMT1,利用细胞增殖、凋亡、迁移和侵袭实验研究其细胞功能。随后,进行转录组测序(RNA-seq)实验以探索PCMT1的分子靶点,包括差异表达基因(DEGs)和调控的可变剪接事件(RASEs)。结果:结果表明,shPCMT1抑制了MDA-MB-231细胞的增殖、迁移和侵袭。通过RNA-seq,我们在shPCMT1和阴性对照(NC)组之间获得了1,084个DEGs和2,287个RASEs。DEGs显著富集于免疫或炎症反应以及细胞粘附相关通路,这些通路与PCMT1在细胞迁移中的细胞功能相关。RASE基因富集于细胞周期相关通路,并与改变的细胞增殖速率相关。我们最终验证了DEGs和RASEs的改变的表达和剪接水平。我们发现34个RNA结合蛋白(RBP)基因被shPCMT1失调,包括NQO1、S100A4、EEF1A2和RBMS2。失调的RBP基因可以部分解释PCMT1如何全局调控转录组谱。结论:总之,我们的研究确定了PCMT1在TNBC细胞系中的分子靶点,扩展了我们对PCMT1在癌症进展中调控机制的理解,并为TNBC的进展提供了新的见解。所识别的分子靶点是未来TNBC治疗的潜在治疗靶点。

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
PCMT1在TNBC细胞中的下游分子靶点及其调控机制是什么?
核心机制
PCMT1通过调控全局转录组谱,包括基因表达和可变剪接,影响细胞增殖、迁移和侵袭。
主要证据
RNA-seq显示shPCMT1导致1084个DEGs和2287个RASEs,富集于免疫/炎症、细胞粘附、细胞周期等通路;34个RBPs失调,RT-qPCR验证了部分变化。
研究意义
本研究揭示了PCMT1在TNBC中的新调控机制,其分子靶点可能成为TNBC治疗的潜在靶点。

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

PCMT1敲低细胞系构建

验证shPCMT1能否有效抑制MDA-MB-231细胞中PCMT1的表达。

使用慢病毒载体转导shPCMT1和NC序列,经嘌呤霉素筛选获得稳定细胞系,通过RT-qPCR和Western blot验证敲低效率。

2

细胞增殖和凋亡检测

评估PCMT1敲低对细胞增殖和凋亡的影响。

使用CCK-8检测细胞增殖,Annexin V-APC/7-AAD染色流式细胞术检测细胞凋亡。

3

细胞迁移和侵袭实验

评估PCMT1敲低对细胞迁移和侵袭能力的影响。

使用Transwell小室进行迁移和侵袭实验,侵袭实验需预铺Matrigel。

4

转录组测序和差异表达分析

识别PCMT1调控的全局基因表达变化。

提取RNA,构建文库后进行Illumina测序,使用DESeq2分析DEGs,并进行功能富集分析。

5

可变剪接分析

识别PCMT1调控的可变剪接事件。

使用ABLas流程分析RNA-seq数据,检测9种可变剪接类型,并通过RT-qPCR验证部分RASEs。

6

RT-qPCR验证

验证RNA-seq发现的DEGs和RASEs表达及剪接变化。

对选定的DEGs和RASEs进行RT-qPCR验证,确认其表达和剪接模式与RNA-seq数据一致。

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----
胎牛血清--10091148
青霉素----
链霉素----
嘌呤霉素----
CCK-8试剂盒Yeasen40203ES76
Annexin V-APC/7-AAD凋亡检测试剂盒Yeasen40304ES60
FACSCanto流式细胞仪BD--
Transwell小室Corning3422
Matrigel基质胶BD Biosciences356234
MDA-MB-231细胞系ProcellCL-0150B
酶标仪BiotekELX800
倒置显微镜MshotMF52-N
RQ1 DNasePromega--
SmartSpec Plus分光光度计BioRad--
VAHTS mRNA捕获磁珠VazymeN401
VAHTS Universal V8 RNA-seq文库制备试剂盒VazymeNR605
Illumina NovaSeq 6000测序仪Illumina--
胎牛血清Gibco10091148

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
细胞培养与转染
细胞系来源、培养基成分、MOI、嘌呤霉素筛选浓度
阅读提示:Materials and Methods: Culture and shRNA transfection of cells
细胞增殖检测
细胞接种密度、检测时间点、CCK-8孵育时间、测量波长
阅读提示:Materials and Methods: The proliferation assay
细胞凋亡检测
细胞培养时间、Annexin V-APC和7-AAD孵育时间
阅读提示:Materials and Methods: Flow cytometric analysis of cell apoptosis
迁移和侵袭实验
细胞数量、Matrigel稀释比例、孵育时间、下室FBS浓度
阅读提示:Materials and Methods: Cell invasion assay and Cell migration assay
RNA-seq
RNA提取方法、文库构建试剂、测序平台、比对参数、DEG和RASE筛选阈值
阅读提示:Materials and Methods: RNA extraction and sequencing, RNA-seq quality filtering and differentially expressed genes analysis, AS analysis