METTL3介导的circGLIS3 m6A修饰促进前列腺癌进展并代表ARSI治疗的潜在靶点

METTL3-mediated m6A modification of circGLIS3 promotes prostate cancer progression and represents a potential target for ARSI therapy.

作者信息Xiaofeng Cheng, Heng Yang, Yujun Chen, Zhenhao Zeng, Yifu Liu, Xiaochen Zhou, Cheng Zhang, An Xie, Gongxian Wang
PMID39143552
发布时间2024-08-14
DOI10.1186/s11658-024-00628-z

实验完整度

包含细胞实验、组织样本、异种移植模型及公共数据多层级验证,并进行了功能验证(增殖、迁移、侵袭)和机制验证(m6A、miRNA海绵、靶基因)。

主要模型

DU145和PC3前列腺癌细胞系 22RV1耐药细胞系 皮下异种移植瘤裸鼠模型 PCa组织及配对癌旁组织样本(15例)

重点核对

circGLIS3高表达与生化复发相关(GSE113120队列,p<0.005,HR>1) METTL3沉默降低circGLIS3表达及m6A水平,缩短其半衰期 miR-661直接结合circGLIS3和MDM2 3'UTR(荧光素酶报告实验) sh-circGLIS3组肿瘤体积和重量显著小于sh-NC组 circGLIS3敲低增强恩杂鲁胺敏感性(体内外IC50降低)

摘要

背景:环状RNA(circRNA)已被证明参与肿瘤发生和进展。然而,circGLIS3(hsa_circ_0002874)在前列腺癌(PCa)中的作用尚未见报道。方法:通过综合分析公共数据集、PCa细胞系和组织数据确定候选circRNA。进行了一系列细胞功能实验,包括CCK-8、集落形成、伤口愈合和transwell实验。随后,使用RNA测序、RNA免疫沉淀、甲基化RNA免疫沉淀、microRNA pull-down、荧光素酶报告基因实验和Western blot来探索潜在的分子机制。此外,建立异种移植肿瘤小鼠模型以阐明circGLIS3的功能。结果:circGLIS3源自亲本GLIS3基因的外显子2,被确定为PCa中一种新的致癌circRNA,与生化复发密切相关。其表达水平在PCa组织和细胞系以及恩杂鲁胺高耐药细胞中上调。细胞功能实验显示circGLIS3促进PCa细胞增殖、迁移和侵袭。METTL3介导的N6-甲基腺苷(m6A)修饰通过增强其稳定性维持其上调。机制上,circGLIS3海绵吸附miR-661以上调MDM2,从而调控p53信号通路以促进细胞增殖、迁移和侵袭。此外,在体外和体内实验中,敲低circGLIS3改善了PCa细胞对ARSI治疗(如恩杂鲁胺)的反应。结论:METTL3介导的circGLIS3 m6A修饰通过miR-661/MDM2轴调控p53信号通路,从而促进PCa进展。同时,本研究揭示了PCa ARSI治疗的一个有前景的潜在靶点。

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
circGLIS3在PCa中的表达、功能及其分子机制,以及其是否影响ARSI治疗反应。
核心机制
METTL3介导的m6A修饰增强circGLIS3稳定性,circGLIS3作为miR-661海绵上调MDM2,抑制p53信号通路,从而促进PCa进展并降低对恩杂鲁胺的反应。
主要证据
PCa组织和细胞系中circGLIS3高表达且与预后不良相关(Kaplan-Meier、Cox回归);体外功能实验(CCK-8、集落形成、伤口愈合、transwell)证明其促进增殖、迁移和侵袭;机制实验(meRIP、RIP、pulldown、荧光素酶)验证METTL3-m6A-circGLIS3-miR-661-MDM2-p53轴;异种移植实验证实circGLIS3敲低抑制肿瘤生长并增强恩杂鲁胺反应。
研究意义
circGLIS3作为PCa预后生物标志物和ARSI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

circGLIS3的鉴定与特征分析

筛选与PCa预后相关的circRNA并验证其结构、稳定性和定位。

通过GEO数据集(GSE155792、GSE113120)筛选候选circRNA,qRT-PCR检测组织/细胞表达,Sanger测序验证环状结构,RNase R和放线菌素D实验评估稳定性,核质分离和FISH确定亚细胞定位。

2

circGLIS3对PCa细胞功能的影响

评估circGLIS3对PCa细胞增殖、迁移和侵袭的影响。

在DU145和PC3细胞中转染siRNA或过表达质粒/慢病毒,通过CCK-8、集落形成、伤口愈合、transwell实验检测细胞功能。

3

METTL3介导m6A修饰对circGLIS3稳定性的调控

探究METTL3介导的m6A修饰是否调控circGLIS3的表达和稳定性。

预测m6A位点,通过meRIP验证circGLIS3的m6A修饰,RIP验证METTL3结合,敲低METTL3后检测circGLIS3表达和半衰期。

4

circGLIS3海绵吸附miR-661的验证

证实circGLIS3作为miR-661海绵发挥作用。

通过RIP(AGO2)、miRNA pull-down和荧光素酶报告实验验证circGLIS3与miR-661的直接结合。

5

miR-661对PCa细胞功能的影响及回复实验

验证miR-661对PCa细胞增殖、迁移和侵袭的影响,并确认其能逆转circGLIS3的作用。

在PCa细胞中过表达或抑制miR-661,检测细胞功能;在circGLIS3敲低或过表达细胞中操作miR-661,观察功能变化。

6

下游靶基因MDM2的鉴定及机制验证

鉴定miR-661的下游靶基因并验证circGLIS3/miR-661/MDM2/p53通路。

RNA-seq分析差异表达基因,KEGG通路富集;Western blot检测MDM2和p53蛋白水平;荧光素酶报告实验验证miR-661与MDM2 3'UTR结合;回复实验验证MDM2功能。

7

体内实验验证circGLIS3功能及ARSI敏感性

在动物模型中验证circGLIS3对肿瘤生长的影响及敲低circGLIS3对恩杂鲁胺治疗反应的影响。

建立皮下移植瘤模型,注射sh-circGLIS3或对照细胞;测量肿瘤体积和重量;IHC检测Ki67、MDM2、p53;体内给予恩杂鲁胺评估治疗效果。

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Gibco--
F12K培养基BOSTER--
DMEM培养基Gibco--
前列腺上皮细胞基础培养基ATCCPCS-440-040
胎牛血清BI Biological Industries--
青霉素-链霉素溶液New Cell and Molecular Biotech Co., Ltd--
Lipofectamine 3000Invitrogen--
嘌呤霉素----
TRIzol试剂TIANGEN BiotechDP424
FastKing逆转录试剂盒TIANGEN BiotechKR116
perfectStart Green qPCR SuperMixTransGen BiotechAQ601
核糖核酸酶RGeneseed--
NE-PER™核和细胞质提取试剂盒Thermo Fisher Scientific--
Ribo™荧光原位杂交试剂盒RiboBioC10910
RIPA裂解液APExBIO--
抗GAPDH抗体ServicebioGB11002
抗Ki67抗体ServicebioGB121141
抗MDM2抗体Cell Signaling Technology--
抗p53抗体Proteintech60283-2-Ig
抗AGO2抗体Proteintech67934-1-Ig
抗METTL3抗体Proteintech15073-1-AP
抗IgG抗体ProteintechB900620
抗AR抗体Santa Cruzsc-7305
抗m6A抗体Synaptic Systems--
二抗ZSGB-BIO--
细胞计数试剂盒-8----
结晶紫Solarbio--
基质胶Corning--
Annexin V-FITC/PI细胞凋亡检测试剂盒TransGenFA101-01
细胞周期与凋亡分析试剂盒BeyotimeC1052
PureBinding® RNA免疫沉淀试剂盒Geneseed BiotechP0101
Dynabeads™ MyOne™链霉亲和素C1磁珠Thermo Fisher Scientific65002
双荧光素酶报告基因检测试剂盒Hanbio--
恩杂鲁胺APExBIOA3003

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
circGLIS3鉴定与表达检测
候选circRNA筛选标准(GSE155792 FC>1.3,GSE113120 BCR相关且p<0.005,HR>1);组织来源(15例PCa及配对癌旁组织);细胞系(DU145, PC3等)
阅读提示:Materials and methods部分:Patient selection, Cell culture; Results第一部分
细胞功能实验
细胞接种密度(CCK-8: 5-8×10^3/孔;集落形成: 1×10^3/孔;transwell: 5-6×10^3/孔);检测时间点(CCK-8: 6,24,48,72,96h;伤口愈合: 0,36h);transwell下室FBS浓度20%
阅读提示:Materials and methods:Cell proliferation, colony formation, invasion, and migration assays
METTL3介导的m6A修饰与稳定性
RNase R浓度(1 U/μg,37°C 15分钟);放线菌素D浓度(5 μg/ml或400 μg/ml);siRNA敲低METTL3效率;meRIP实验条件(4°C 2小时)
阅读提示:Materials and methods:RNA stability assays, RIP and meRIP assays; Results第三部分
miRNA海绵作用验证
RIP实验使用抗AGO2抗体;miRNA pulldown使用生物素标记探针;荧光素酶报告实验的共转染条件(48小时)
阅读提示:Materials and methods:RNA immunoprecipitation, miRNA pulldown assay, Luciferase reporter assay; Results第四部分
体内异种移植实验
动物品系(4周龄雄性裸鼠);注射细胞数(5×10^6);恩杂鲁胺剂量(10 mg/kg,口服28天);肿瘤体积计算公式(0.5×长×宽^2)
阅读提示:Materials and methods:Xenograft experiment; Results第八、九部分