YBX3及其调控基因HEIH作为致癌系统的鉴定与验证:结肠癌中的多维分析

Identification and verification of YBX3 and its regulatory gene HEIH as an oncogenic system: A multidimensional analysis in colon cancer.

作者信息Yiming Sun, Zhixi Li, Wensheng Wang, Xiuyang Zhang, Wenjing Li, Guangsheng Du, Jiuheng Yin, Weidong Xiao, Hua Yang
PMID36059530
发布时间2022-08-18
DOI10.3389/fimmu.2022.957865

实验完整度

包含临床样本TMA、qPCR、细胞系RNA pull-down、MS、Western blot及多种生物信息学分析,但缺乏体内动物实验和更深入的功能验证。

主要模型

结肠癌组织样本(TMA,93例) 结肠癌不同分期样本(qPCR,12例) SW620细胞系 HCT116细胞系

重点核对

HEIH与YBX3在结肠癌中的负相关关系 RNA pull-down验证HEIH与YBX3蛋白结合 Western blot验证HEIH敲低后YBX3表达上调 TMA中YBX3蛋白表达随病理分期升高 qPCR中HEIH表达随分期降低,YBX3表达随分期升高

摘要

新基因YBX3对于调控翻译和RNA分解代谢具有重要意义,并编码一种具有高度保守冷休克结构域的蛋白质。然而,其在多种癌症(如结肠癌)中的致病作用及其调控机制仍不清楚。我们鉴定了YBX3及其调控性长链非编码RNA HEIH在多种癌症中的致病作用,并研究了它们在结肠癌肿瘤进展中的影响。采用RNA pull-down、质谱分析和93例患者的组织芯片、12例不同临床病理分期患者的qPCR以及Western blotting等方法。泛癌分析显示,YBX3表达不仅在癌症类型之间存在显著差异,而且在同一癌症的分子亚型和免疫亚型之间也存在显著差异。此外,其在结肠癌中的表达具有临床意义,HEIH与YBX3之间存在明显的负调控关联。在多种癌症中,尤其是结肠癌,YBX3比HEIH表达更与临床特征和亚组预后相关。受试者工作特征分析显示,HEIH和YBX3在多种癌症中具有相似的预测能力。结肠癌差异表达基因分析显示,它们具有相似的枢纽基因网络,表明这是一个具有高度重叠的致癌系统。结果还表明,YBX3与肿瘤免疫逃逸相关,通过不同癌症类型中T细胞排除的不同机制以及免疫细胞的肿瘤浸润。有趣的是,scRNA-seq显示HEIH抑制了这一现象。我们的结果还表明,YBX3表达与多种癌症的免疫或化疗结果相关,且在免疫检查点阻断亚队列中,YBX3在反应结果和总生存期方面表现出比七种标准化生物标志物中的两种更高的预测能力。在结肠癌细胞系中,lncRNA-HEIH与YBX3结合。质谱分析证实YBX3与HEIH被pull-down,Western blot显示敲低HEIH解除了对YBX3的抑制。这项研究强烈提示lncRNA-HEIH/YBX3是一个泛癌免疫-致癌系统,可作为诊断和预后的生物标志物以及治疗靶点,尤其是在结肠癌中。

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
YBX3及其调控性lncRNA HEIH在多种癌症、特别是结肠癌中的表达模式、临床意义、调控关系及作为生物标志物和治疗靶点的潜力如何?
核心机制
lncRNA-HEIH对YBX3具有负调控作用,HEIH敲低可解除对YBX3的抑制,从而上调YBX3表达;YBX3与多种免疫细胞浸润及T细胞排除相关,可能促进肿瘤免疫逃逸。
主要证据
RNA pull-down结合质谱实验证实HEIH直接结合YBX3;Western blot显示HEIH敲低后YBX3表达增加;TMA和qPCR显示YBX3表达随结肠癌分期升高而增加,HEIH表达则降低;泛癌分析显示YBX3表达与免疫细胞浸润和免疫治疗反应相关。
研究意义
研究提示lncRNA-HEIH/YBX3作为致癌系统,可作为癌症检测、预后、治疗设计和随访的生物标志物,并为未来临床应用提供实验和整合基础。

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

泛癌表达分析

评估YBX3和HEIH在多种癌症中的表达差异及其临床相关性。

利用TCGA、GTEx、CCLE等数据库的RNA-seq数据,分析YBX3和HEIH在33种癌症类型中的表达水平,并比较肿瘤与正常组织中的表达差异。

2

临床相关性分析

评估YBX3和HEIH表达与结肠癌患者临床特征及预后的关系。

分析TCGA-COAD队列中YBX3和HEIH表达与临床分期、淋巴结转移、CEA水平等特征的相关性,并进行生存分析。

3

免疫浸润分析

探索YBX3表达与肿瘤免疫微环境的关系,特别是免疫细胞浸润和T细胞排除。

利用TISIDB、TIDE等数据库分析YBX3表达与多种免疫细胞浸润的相关性,并评估其作为ICB反应生物标志物的价值。

4

RNA pull-down和质谱验证

验证lncRNA-HEIH与YBX3蛋白的直接结合。

使用生物素标记的HEIH RNA探针进行RNA pull-down实验,结合质谱分析鉴定与HEIH结合的蛋白。

5

HEIH敲低实验

验证HEIH对YBX3表达的调控作用。

在SW620细胞中转染HEIH siRNA或质粒,通过qPCR和Western blot检测HEIH敲低后YBX3的表达变化。

6

临床样本验证

验证YBX3和HEIH在结肠癌患者中的表达及其与分期的关系。

通过TMA免疫组化检测93例结肠癌患者中YBX3蛋白表达,通过qPCR检测12例不同分期患者中HEIH和YBX3 mRNA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
Leibovitz's L-15培养基ProcellPM151010
MEM培养基----
胎牛血清--164210-500
青霉素/链霉素--PB180120
RNeasy FFPE试剂盒QIAGEN73504
ZONAB多克隆抗体Thermo Fisher InvitrogenPA5-57080
YBX3兔多克隆抗体ORIGENETA324558

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、转染试剂和质粒
阅读提示:Methods 2.2.1 和 2.2.5
RNA pull-down
探针序列、细胞裂解液、磁珠类型
阅读提示:Methods 2.2.2
质谱分析
质谱仪型号、参数设置
阅读提示:Methods 2.2.2
免疫组化
TMA构建细节、抗体稀释比例
阅读提示:Methods 2.2.3
qPCR
引物序列、试剂盒、反应条件
阅读提示:Methods 2.2.4 和 Supplementary File 1
Western blot
抗体稀释比例、蛋白提取方法
阅读提示:Methods 2.2.6