肝星状细胞释放的CXCL1通过MIR4435-2HG/miR-506-3p/TGFB1轴加剧肝细胞癌恶性行为

Hepatic stellate cell-released CXCL1 aggravates HCC malignant behaviors through the MIR4435-2HG/miR-506-3p/TGFB1 axis.

作者信息Shaling Li, Xingwang Hu, Songman Yu, Panpan Yi, Ruochan Chen, Zebing Huang, Yan Huang, Yun Huang, Rongrong Zhou, Xuegong Fan
PMID36169092
发布时间2023-02
DOI10.1111/cas.15605

实验完整度

包含体外细胞功能实验(迁移、侵袭、EMT标志物)、分子机制验证(双荧光素酶、RIP、RNA pulldown)、体内动物模型(原位移植瘤)及临床样本验证。

主要模型

Hep3B细胞 LX-2肝星状细胞 BALB/c裸鼠原位移植瘤模型 HCC临床组织样本

重点核对

Hep3B、Huh7、SNU-449细胞系 HSC条件培养基(培养48小时) MIR4435-2HG沉默或过表达 miR-506-3p agomir或antagomir转染 CXCL1重组蛋白(10 ng/ml)处理

摘要

肝星状细胞(HSC)活化是肝纤维化和肝细胞癌(HCC)发展中的关键事件。通过释放可溶性细胞因子、趋化因子和趋化作用,HSCs通过复杂的肿瘤微环境影响HCC细胞表型。在本研究中,加权基因共表达网络分析(WGCNA)用于鉴定在HSC条件培养基中培养的Hep3B细胞中的TGF-β信号通路为关键信号通路。MIR4435-2HG是与TGF-β信号通路和HSC活化相关的hub lncRNA。HSC条件培养基(CM)培养诱导HCC细胞恶性行为,部分被MIR4435-2HG沉默逆转。miR-506-3p直接结合MIR4435-2HG和TGFB1的3'UTR。类似地,miR-506-3p过表达也减弱了HSC-CM诱导的HCC细胞恶性行为。在HSC-CM培养的HCC细胞中,MIR4435-2HG敲低对TGFB1表达和HCC细胞表型的影响部分被miR-506-3p抑制逆转。HSCs通过释放CXCL1影响HCC细胞表型。在HCC细胞加HSCs的小鼠原位异种移植肿瘤模型中,HCC细胞中CXCR2敲低显著抑制肿瘤发生,部分被HCC细胞中MIR4435-2HG过表达逆转。在HCC组织样本中,CXCL1、TGF-β1和MIR4435-2HG的水平上调,而miR-506-3p表达下调。总之,HSC释放的CXCL1通过MIR4435-2HG/miR-506-3p/TGFB1轴加剧HCC细胞恶性行为。除了CXCL1,MIR4435-2HG/miR-506-3p/TGFB1轴也可能成为HCC治疗的潜在靶点。

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
HSC释放的CXCL1是否通过MIR4435-2HG/miR-506-3p/TGFB1轴影响HCC细胞恶性行为?
核心机制
HSC释放的CXCL1上调HCC细胞中MIR4435-2HG,MIR4435-2HG作为ceRNA吸附miR-506-3p,解除其对TGFB1的抑制作用,从而激活TGF-β/Smad信号通路,促进HCC细胞恶性行为。
主要证据
体外实验显示HSC-CM诱导HCC细胞迁移和侵袭,MIR4435-2HG沉默或miR-506-3p过表达逆转此效应;双荧光素酶、RIP和RNA pulldown证实miR-506-3p直接结合MIR4435-2HG和TGFB1 3'UTR;体内原位移植瘤模型证实CXCR2敲低抑制肿瘤发生,MIR4435-2HG过表达部分恢复。
研究意义
揭示HSC通过CXCL1/MIR4435-2HG/miR-506-3p/TGFB1轴促进HCC恶性行为,为HCC治疗提供潜在靶点。

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

HSC-CM模型的建立与效应验证

验证HSC条件培养基对HCC细胞恶性行为的影响。

收集LX-2细胞培养48小时的条件培养基,处理Hep3B等细胞,检测MIR4435-2HG和TGFB1表达,以及细胞迁移和侵袭能力。

2

MIR4435-2HG功能丧失实验

验证MIR4435-2HG在HSC-CM诱导的HCC细胞恶性行为中的作用。

使用siRNA沉默Hep3B细胞中MIR4435-2HG,在CM或HSC-CM条件下检测迁移、侵袭和EMT标志物表达。

3

miR-506-3p靶向验证

验证miR-506-3p直接靶向MIR4435-2HG和TGFB1 3'UTR。

使用双荧光素酶报告基因、RIP和RNA pulldown实验验证miR-506-3p与MIR4435-2HG和TGFB1 mRNA的结合。

4

miR-506-3p过表达功能验证

验证miR-506-3p过表达对HCC细胞恶性行为的影响。

在Hep3B细胞中过表达miR-506-3p,检测细胞迁移、侵袭和TGF-β/Smad信号通路变化。

5

MIR4435-2HG和miR-506-3p相互作用验证

验证MIR4435-2HG是否通过miR-506-3p调节TGFB1和细胞表型。

共转染si-MIR4435-2HG和antagomir-506-3p,在HSC-CM条件下检测细胞表型和信号通路变化。

6

CXCL1介导HSC效应验证

验证HSC通过释放CXCL1影响HCC细胞中的MIR4435-2HG表达和恶性行为。

在HSC中敲低CXCL1或添加重组CXCL1,检测HCC细胞中MIR4435-2HG、miR-506-3p表达和细胞表型。

7

体内原位移植瘤模型验证

验证CXCL1/CXCR2轴和MIR4435-2HG在体内对肿瘤发生的影响。

将Hep3B细胞(经慢病毒敲低或过表达)与HSC混合注射至裸鼠肝脏,4周后检测肿瘤数量和相关基因表达。

8

临床样本验证

验证HCC组织中关键分子的表达水平及其相关性。

收集12对HCC和癌旁组织,通过IHC、qRT-PCR检测CXCL1、TGF-β1、MIR4435-2HG和miR-506-3p表达,并分析TCGA数据。

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--
MEM培养基Gibco--
胎牛血清Invitrogen--
青霉素-链霉素----
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
反转录预混液TaKaRa--
miRNeasy提取试剂盒Qiagen--
StepOnePlus实时荧光定量PCR系统Applied Biosystems--
RIPA裂解液Roche--
PVDF膜Beyotime--
增强化学发光试剂Beyotime--
一抗:抗E-钙粘蛋白 (20874-1-AP)Proteintech20874-1-AP
一抗:抗波形蛋白 (10366-1-AP)Proteintech10366-1-AP
一抗:抗TGF-β1 (ab215715)Abcamab215715
一抗:抗ZEB1 (66279-1-1G)Proteintech66279-1-1G
一抗:抗Smad2 (12570-1-AP)Proteintech12570-1-AP
一抗:抗p-Smad2 (#18338)CST#18338
一抗:抗Smad3 (66516-1-Ig)Proteintech66516-1-Ig
一抗:抗p-Smad3 (ab52903)Abcamab52903
RIP裂解液Millipore--
C-1磁珠Life Technologies--
RNeasy小提试剂盒Qiagen--
Psicheck-2载体Promega--
人CXCL1 ELISA试剂盒 (DY275)R&D SystemsDY275
DAPISigma-Aldrich--
Cy3-TSA试剂----
FITC-TSA试剂----
siRNA、agomir、antagomirGenePharma--
重组CXCL1蛋白Abnova--
基质胶----

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
细胞系与培养条件
Hep3B、LX-2、Huh7、SNU-449细胞系;培养基类型(DMEM/MEM);FBS浓度(10%);培养条件(37°C、5% CO2)
阅读提示:Materials and Methods 2.2
HSC条件培养基制备
收集时间(48小时);离心和储存条件(-20°C)
阅读提示:Materials and Methods 2.3
细胞转染
siRNA/agomir/antagomir浓度;转染试剂(Lipofectamine 3000);转染时间(48小时)
阅读提示:Materials and Methods 2.4
细胞功能实验
伤口愈合实验:丝裂霉素C处理(1 mg/ml, 1小时);划痕后培养时间(24小时);Transwell侵袭实验:细胞密度(10^5 cells/well)、培养时间(24小时)、基质胶使用
阅读提示:Materials and Methods 2.6, 2.7
MIR4435-2HG沉默和miR-506-3p过表达/抑制
si-MIR4435-2HG、agomir-506-3p、antagomir-506-3p转染效率;处理时间
阅读提示:Materials and Methods 2.4; Results 3.4, 3.6
CXCL1处理
重组CXCL1浓度(10 ng/ml);处理时间(48小时)
阅读提示:Materials and Methods 2.3
体内动物模型
BALB/c裸鼠品系;每组数量(6);细胞注射数量(HSC 5×10^5, Hep3B 1.5×10^6);注射体积(20 μl);观察时间(4周)
阅读提示:Materials and Methods 2.16
统计方法
至少三次独立实验;使用GraphPad软件;统计检验(One-way ANOVA, Tukey's multiple comparison test, 或Student's t-test)
阅读提示:Materials and Methods 2.17