环状RNA 100146通过微小RNA 149/HMGA2轴促进结直肠癌进展

Circular RNA 100146 Promotes Colorectal Cancer Progression by the MicroRNA 149/HMGA2 Axis.

作者信息Kunpeng Liu, Yuhua Mou, Xiufang Shi, Tingkun Liu, Zhanfeng Chen, Xingmei Zuo
PMID33257506
发布时间2021-01-25
DOI10.1128/MCB.00445-20

实验完整度

包含临床样本表达分析、体外细胞功能实验、双荧光素酶/RIP/RNA pulldown机制验证以及体内异种移植模型,证据层级完整。

主要模型

结直肠癌细胞系SW620和SW480 正常结肠上皮细胞系NCM460 结直肠癌患者组织样本(n=58) 裸鼠皮下异种移植和尾静脉转移模型

重点核对

circRNA 100146在CRC组织和细胞中表达上调 circRNA 100146敲低抑制增殖、迁移、侵袭,促进凋亡 miR-149负调控HMGA2,circRNA 100146通过海绵吸附miR-149上调HMGA2 HMGA2过表达逆转circRNA 100146敲低效应,miR-149结合位点突变丧失逆转能力 体内实验验证circRNA 100146敲低抑制肿瘤生长和肺转移

摘要

结直肠癌(CRC)已成为全球癌症相关死亡的第三大原因。研究证实,环状RNA(circRNAs)吸附微小RNA(miRNAs)以调节下游基因的功能。本研究旨在探讨circRNA 100146在CRC中的潜在机制。通过实时定量PCR(RT-qPCR)检测circRNA 100146、miRNA 149(miR-149)和高迁移率族蛋白AT钩2(HMGA2)的表达。通过甲基噻唑基四唑(MTT)、流式细胞术和transwell实验评估一系列生物功能效应(细胞活力、凋亡、迁移/侵袭)。通过Western blot实验测量蛋白质水平。建立异种移植模型进行体内实验。通过双荧光素酶报告实验、RNA免疫沉淀实验或RNA pull-down实验评估circRNA 100146、miR-149和HMGA2之间的相互作用。circRNA 100146在CRC组织和细胞中上调。circRNA 100146敲低在体外抑制细胞增殖、促进凋亡、抑制迁移和侵袭,并在体内阻碍肿瘤生长。此外,miR-149受circRNA 100146负调控,并靶向HMGA2介导其表达。此外,miR-149干扰消除了circRNA 100146沉默在增殖、凋亡、迁移和侵袭中的活性。此外,HMGA2过表达减弱了上述由circRNA 100146沉默引起的效应,而HMGA2 3'非翻译区(3'-UTR)中miR-149结合位点的突变导致其失去这种能力。circRNA 100146敲低通过靶向miR-149/HMGA2轴抑制SW620和SW480细胞的增殖、增强凋亡并阻碍迁移和侵袭。

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
探究circRNA 100146在结直肠癌进展中的作用及其潜在分子机制。
核心机制
circRNA 100146作为分子海绵吸附miR-149,解除miR-149对HMGA2的抑制,从而上调HMGA2表达,促进CRC细胞增殖、迁移、侵袭并抑制凋亡。
主要证据
体外细胞实验(MTT、流式、Transwell、Western blot)显示circRNA 100146敲低抑制CRC进展;双荧光素酶报告、RIP和RNA pulldown验证circRNA 100146-miR-149和miR-149-HMGA2相互作用;体内异种移植模型显示敲低circRNA 100146抑制肿瘤生长和转移。
研究意义
circRNA 100146可能作为CRC早期诊断的生物标志物和治疗靶点。

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

临床样本和细胞系中circRNA 100146表达分析

评估circRNA 100146在CRC组织和细胞中的表达水平及其临床相关性。

利用GEO数据库(GSE126094)数据分析,并通过RT-qPCR检测58对CRC组织和邻近正常组织、四种CRC细胞系(SW620、SW480、HCT116、LOVO)和正常结肠上皮NCM460细胞中circRNA 100146的表达,并分析其与临床病理特征的相关性。

2

circRNA 100146敲低对CRC细胞功能的影响

验证circRNA 100146敲低对CRC细胞增殖、凋亡、迁移和侵袭的影响。

在SW620和SW480细胞中转染sh-circRNA 100146 no.1,通过MTT实验检测细胞活力,流式细胞术检测凋亡,Transwell实验检测迁移和侵袭,Western blot检测增殖、凋亡、迁移相关蛋白(PCNA、Bcl-2、E-cad、MMP9)表达。

3

circRNA 100146与miR-149相互作用验证

验证circRNA 100146是否直接结合并负调控miR-149。

通过核质分离实验确定circRNA 100146的亚细胞定位;通过starBase 3.0预测结合位点;双荧光素酶报告实验、RIP实验和RNA pulldown实验验证直接结合;RT-qPCR检测circRNA 100146敲低后miR-149表达变化及临床样本中miR-149表达。

4

miR-149抑制对circRNA 100146敲低效应的逆转

验证miR-149是circRNA 100146调控CRC细胞功能的关键下游分子。

在SW620和SW480细胞中共转染sh-circRNA 100146 no.1和anti-miR-149,通过MTT、流式、Transwell和Western blot检测细胞活力、凋亡、迁移、侵袭及相关蛋白表达。

5

miR-149对HMGA2的靶向调控

验证miR-149是否直接靶向HMGA2并调控其表达。

通过starBase 3.0预测结合位点;双荧光素酶报告实验验证miR-149与HMGA2 3'-UTR结合;RT-qPCR和Western blot检测miR-149过表达或circRNA 100146敲低后HMGA2 mRNA和蛋白水平;放线菌素D处理检测HMGA2稳定性。

6

HMGA2过表达对circRNA 100146敲低效应的逆转

验证HMGA2是circRNA 100146/miR-149轴的关键效应分子,并确认miR-149结合位点的重要性。

在SW620和SW480细胞中共转染sh-circRNA 100146和Lv-HMGA2(野生型或3'-UTR突变型),通过RT-qPCR和Western blot检测HMGA2表达,MTT、流式、Transwell和Western blot检测细胞功能及相关蛋白。

7

体内验证circRNA 100146敲低对肿瘤生长和转移的影响

在体内模型中验证circRNA 100146敲低通过miR-149/HMGA2轴抑制CRC进展。

将稳定敲低circRNA 100146的SW620细胞皮下注射或尾静脉注射裸鼠,测量肿瘤体积和重量,计数肺转移结节;检测肿瘤组织中circRNA 100146、miR-149、HMGA2及相关蛋白表达。

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
RPMI 1640培养基HyClone--
胎牛血清Gibco--
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
RNase RGeneseed--
TRIzol试剂Invitrogen--
NanoDrop 2000分光光度计Thermo Fisher Scientific--
All-in-One miRNA第一链cDNA合成试剂盒GeneCopoeia--
TransScript第一链cDNA合成预混液TransGen Biotech--
All-in-One miRNA RT-qPCR检测试剂盒GeneCopoeia--
甲基噻唑基四唑Sigma--
二甲基亚砜Sigma--
酶标仪Bio-Rad--
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒Solarbio--
流式细胞仪BD Biosciences--
Matrigel基质胶Becton, Dickinson--
显微镜Olympus--
RIPA裂解液Beyotime--
BCA蛋白测定试剂盒Cowbiotech--
PVDF膜Millipore--
牛血清白蛋白----
PCNA抗体Abcamab29
Bcl-2抗体Abcamab32124
E-钙黏蛋白抗体Abcamab1416
MMP9抗体Abcamab38898
HMGA2抗体Abcamab97276
GAPDH抗体Abcamab37168
辣根过氧化物酶标记二抗Abcamab6721
pGL3载体Promega--
荧光素酶报告检测试剂盒Promega--
Magna RNA免疫沉淀试剂盒Millipore--
Ago2抗体Abcamab32381
IgG抗体Abcamab6721
C-1磁珠Life Technologies--
GraphPad Prism 7GraphPad Inc.--

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
临床样本分析
样本量(58对)、组织类型(CRC和邻近正常)、分期和转移状态
阅读提示:Materials and Methods中的Tissues and cell culture部分
细胞培养
细胞系来源、培养基(RPMI 1640 + 10% FBS)、培养条件(37°C、5% CO2)
阅读提示:Materials and Methods中的Tissues and cell culture部分
基因敲低和过表达
转染试剂(Lipofectamine 2000)、转染序列(sh-circRNA 100146 no.1/no.2、miR-149 mimic、anti-miR-149、Lv-HMGA2)、转染效率验证
阅读提示:Materials and Methods中的Cell transfection部分
体外功能实验
细胞系(SW620/SW480)、转染组合、MTT检测时间点(24/48/72h)、凋亡检测时间(48h)、Transwell中Matrigel包被、显微镜随机视野计数
阅读提示:Materials and Methods中的MTT assay、Flow cytometry assay、Transwell assay部分
分子相互作用验证
双荧光素酶报告载体(WT/MUT)、RIP中Ago2和IgG抗体浓度、RNA pulldown中生物素标记探针和磁珠
阅读提示:Materials and Methods中的Dual-luciferase reporter assay、RNA immunoprecipitation (RIP) assay、Biotinylated RNA pulldown assay部分
体内实验
裸鼠品系、细胞注射数量和途径、肿瘤测量时间点(7/14/21/28天)、肺转移观察时间(8周)
阅读提示:Materials and Methods中的Murine xenograft assay部分