uc.77-通过抑制FBXW8介导的CDK4蛋白降解促进结直肠癌细胞增殖

uc.77- Downregulation Promotes Colorectal Cancer Cell Proliferation by Inhibiting FBXW8-Mediated CDK4 Protein Degradation.

作者信息Zhijian Zheng, Dan Hong, Xiaodong Zhang, Yixin Chang, Ning Sun, Zhenni Lin, Hongyan Li, Shirui Huang, Ruirui Zhang, Qipeng Xie, Haishan Huang, Honglei Jin
PMID34094975
发布时间2021-05-19
DOI10.3389/fonc.2021.673223

实验完整度

包含临床样本表达分析、细胞功能实验、体内异种移植瘤模型、机制验证(双荧光素酶、RAP、蛋白降解实验)等多层级证据。

主要模型

HCT116细胞 SW620细胞 BALB/c裸鼠异种移植瘤模型 150对结直肠癌临床组织样本

重点核对

uc.77-在HCT116和SW620细胞中的稳定过表达效率(通过qRT-PCR验证) 细胞增殖检测使用CellTiter-Glo试剂盒,细胞接种密度为1500细胞/孔 异种移植瘤模型中每只小鼠皮下注射4×10^6个细胞,分组为6只/组 CDK4蛋白降解实验使用MG132(10 μM)和CHX(50 μg/mL)处理时间点0,3,6,12小时 FBXW8敲低使用shRNA(shFBXW8-2和shFBXW8-3)

摘要

转录超保守区域(T-UCRs)是一种新型长链非编码RNA,UCR有481个片段,长度超过200个碱基对,在人类、大鼠和小鼠之间100%保守。参与结直肠癌(CRC)的T-UCRs尚未被详细研究。我们进行了T-UCR微阵列分析,发现uc.77-在CRC组织和细胞系中显著下调。uc.77-的异位表达在体外显著抑制CRC细胞的增殖,并在体内抑制裸鼠异种移植瘤的生长。机制研究表明,uc.77-通过竞争性内源RNA机制与FBXW8 mRNA竞争结合microRNA(miR)-4676-5p,并通过负调控CDK4抑制CRC细胞的增殖。本研究结果强调了uc.77-/miR-4676-5p/FBXW8轴在CRC中的作用,并确定uc.77-是治疗CRC的潜在新靶点。

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
uc.77-在结直肠癌中的表达及其对肿瘤细胞增殖的影响和分子机制是什么?
核心机制
uc.77-通过ceRNA机制竞争性结合miR-4676-5p,解除miR-4676-5p对FBXW8的抑制作用,上调FBXW8表达,促进CDK4蛋白泛素化降解,从而阻断G0/G1期转换,抑制CRC细胞增殖。
主要证据
在HCT116和SW620细胞中过表达uc.77-抑制增殖和锚定非依赖性生长;裸鼠异种移植瘤实验显示肿瘤生长受抑;双荧光素酶报告实验证实uc.77-直接结合miR-4676-5p及miR-4676-5p直接结合FBXW8 3'-UTR;蛋白降解实验显示uc.77-加速CDK4降解。
研究意义
本研究首次揭示uc.77-在CRC中的抑癌作用及分子机制,并确定uc.77-及其下游效应分子可能作为CRC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

T-UCR微阵列筛选与表达验证

筛选结直肠癌中差异表达的T-UCRs,并验证候选T-UCR在临床样本和细胞系中的表达

利用GSE167326数据库的T-UCR微阵列分析,通过qRT-PCR在150对临床组织样本中验证uc.77-和uc.166-的表达,并检测uc.77-在多个CRC细胞系和正常结肠上皮细胞中的表达。

2

体外功能实验

验证uc.77-过表达对CRC细胞增殖和锚定非依赖性生长的影响

构建uc.77-过表达质粒并稳定转染HCT116和SW620细胞,通过ATP检测细胞增殖,通过软琼脂实验检测锚定非依赖性生长。

3

体内异种移植瘤模型

评估uc.77-过表达对CRC细胞在体内肿瘤生长的影响

将HCT116 (uc.77-)和对照载体细胞皮下注射到BALB/c裸鼠,3-4周后取瘤称重,并检测Ki67表达。

4

细胞周期和蛋白表达分析

探索uc.77-对细胞周期进程的影响,并鉴定下游效应蛋白

通过流式细胞术分析细胞周期,通过Western blot检测G0/G1期相关蛋白表达。

5

CDK4降解实验

验证uc.77-是否通过加速CDK4蛋白降解来调控其表达

用MG132和CHX处理细胞,在不同时间点收集样品,通过Western blot检测CDK4蛋白水平变化。

6

miRNA结合和靶标验证

验证uc.77-与miR-4676-5p的直接结合,以及miR-4676-5p对FBXW8的靶向调控

通过RAP实验检测uc.77-与miRNA的结合;通过双荧光素酶报告实验验证uc.77-与miR-4676-5p的结合位点,以及miR-4676-5p与FBXW8 3'-UTR的结合。

7

FBXW8功能验证

验证FBXW8在uc.77-调控CDK4降解和细胞增殖中的作用

在HCT116 (uc.77-)细胞中敲低FBXW8,检测锚定非依赖性生长、细胞周期和CDK4降解速率的变化。

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
T-UCR阵列Arraystar8×60K
Agilent扫描仪G2505CAgilent Technologies--
Trizol试剂Invitrogen15596018
SuperScript™第一链合成系统Invitrogen18091200
Fast SYBR Green Master Mix试剂盒Applied Biosystems4385614
M5A培养基ProcellPM150710
胎牛血清Gibco42Q8982K
RPMI 1640培养基Gibco11875-093
Polyjet转染试剂SignaGen LaboratoriesSL100688
嘌呤霉素Amresco Inc.J593
G418Santa Cruzsc-29065
CellTiter-Glo发光细胞活力检测试剂盒PromegaG7572
核糖核酸酶AKeyGen BiotechKGA511
CytoFlex流式细胞仪Beckman Coulter--
PVDF膜Bio-Rad--
ECF底物GE HealthcareRPN5787
双荧光素酶报告系统Promega--
RiboFECT CP转染试剂盒Ruibo BiotechnologyC10511-05
Centro LB 960发光检测仪Berthold--
MG132Calbiochem--
Ki67抗体Abcamab16667
免疫组织化学试剂盒Boster Bio-Engineering CompanySA1022
CDK4抗体Santa Cruz Biotechnologysc-260
FBXW8抗体Santa Cruz Biotechnologysc-514385
α-微管蛋白抗体Abcamab7291

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
HCT116细胞培养于M5A培养基,SW620细胞培养于RPMI 1640,均添加10% FBS;转染使用Polyjet试剂;稳定筛选使用嘌呤霉素或G418。
阅读提示:Materials and Methods: Cell Culture and Transfection
细胞增殖实验
细胞接种密度为1500细胞/孔,血清饥饿12小时(0.1% FBS),使用CellTiter-Glo试剂盒检测。
阅读提示:Materials and Methods: Cell Proliferation
软琼脂集落形成实验
使用0.33%琼脂,培养2-3周,计数集落数。
阅读提示:Materials and Methods: Anchorage-Independent Growth
异种移植瘤模型
BALB/c裸鼠,3-4周龄,每组6只,皮下注射4×10^6细胞,3-4周后取材。
阅读提示:Materials and Methods: Xenotransplantation Model in Nude Mice
蛋白降解实验
使用MG132(10 μM)处理5小时,CHX(50 μg/mL)处理0,3,6,12小时,检测CDK4蛋白水平。
阅读提示:Materials and Methods: Protein Degradation Experiment