circSOBP通过破坏糖酵解并促进MDA5介导的免疫反应抑制胶质瘤进展

CircSOBP suppresses the progression of glioma by disrupting glycolysis and promoting the MDA5-mediated immune response.

作者信息Maolin Mu, Wanxiang Niu, Fang Chu, Qingsheng Dong, Shanshan Hu, Chaoshi Niu
PMID37766977
期刊iScience
发布时间2023-09-13
DOI10.1016/j.isci.2023.107897

实验完整度

该研究包含临床样本分析、体外细胞功能实验、代谢分析、RNA pulldown、免疫共沉淀、动物模型(BALB/c裸鼠和C57BL/6小鼠)以及体内药效实验,多个独立证据层级验证功能和机制。

主要模型

U87和U251胶质瘤细胞系 GBM-Y2原代胶质瘤细胞 BALB/c裸鼠原位移植瘤模型 C57BL/6小鼠GL261胶质瘤模型

重点核对

circSOBP过表达载体(pEGFP-C1-circSOBP)和siRNA敲低效率 TKFC过表达和敲低效率(TKFC-KO2) 体外实验中细胞系(U87, U251, 293T)和转染条件 Seahorse分析中OCR和ECAR检测的试剂浓度和注射顺序 动物实验中AAV和Poly(I:C)的给药剂量和方式

摘要

Glioma, an aggressively growing and highly malignant brain tumor, poses substantial therapeutic challenges due to its resistance to radiotherapy and chemotherapy. Recent research has identified circRNAs as pivotal players in glioma formation and development. However, the roles of circRNA in the metabolic and immune regulation of glioma are unclear. In this study, circSOBP expression was significantly downregulated in glioma cells and specimens. Functionally, enhanced circSOBP expression mitigated cell proliferation, invasion, migration, and glycolysis in gliomas. Mechanistically, circSOBP inhibited glycolysis and activated the MDA5-mediated IKKε/TBK1/IRF3 signaling pathway by binding TKFC proteins. Furthermore, the elevated levels of IFN-I induced by the MDA5 pathway increased the number and activity of CD8+ T and NK cells in the immune response of the animal models. In summary, our findings have emphasized the critical role of circSOBP in binding and modulating TKFC protein, offering potential therapeutic avenue for targeting glioma metabolism and immunological reprogramming.

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
circSOBP在胶质瘤中的表达及其对胶质瘤代谢和免疫调节的作用机制是什么?
核心机制
circSOBP通过结合TKFC蛋白,抑制糖酵解和线粒体呼吸,并阻断TKFC与MDA5的相互作用,激活MDA5介导的IKKε/TBK1/IRF3信号通路,促进IFN-I转录,进而增强CD8+ T细胞和NK细胞的抗肿瘤免疫反应。
主要证据
RNA-seq和临床样本检测发现circSOBP下调;细胞功能实验显示过表达抑制增殖、侵袭、迁移并促进凋亡;代谢分析显示抑制糖酵解和OCR/ECAR;RNA pulldown和RIP验证TKFC结合;动物实验表明circSOBP抑制肿瘤生长并增强免疫细胞浸润。
研究意义
研究揭示了circSOBP通过调控TKFC连接代谢重编程和免疫调节的机制,为胶质瘤代谢和免疫治疗提供了潜在靶点。

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

circRNA表达谱分析

鉴定胶质瘤中差异表达的circRNA,并筛选关键候选分子circSOBP。

对3例胶质瘤组织和3例正常脑组织进行RNA-seq,分析circRNA表达差异;通过RT-qPCR在临床组织、血清和细胞系中验证circSOBP表达。

2

circSOBP对胶质瘤细胞恶性表型的影响

验证circSOBP对细胞增殖、凋亡、迁移和侵袭等功能的影响。

在U87和U251细胞中过表达或敲低circSOBP,通过CCK-8、EdU、TUNEL、Transwell和伤口愈合实验检测细胞功能。

3

代谢重编程分析

评估circSOBP对糖酵解和线粒体呼吸的影响。

通过代谢组学分析、细胞内丙酮酸/乳酸浓度检测、Seahorse分析OCR和ECAR。

4

鉴定circSOBP结合蛋白

寻找circSOBP的相互作用蛋白。

RNA pulldown结合质谱鉴定候选蛋白,并通过RIP、FISH和共定位验证TKFC和ALDOC。

5

机制验证:circSOBP与TKFC的相互作用

证实circSOBP与TKFC的特异性结合并影响TKFC表达。

通过RNA免疫沉淀、截短体实验、Western blotting检测TKFC表达变化。

6

验证circSOBP对IFN-I信号通路的调控

测试circSOBP对RIG-I样受体信号通路的影响。

使用双荧光素酶报告基因检测ISRE和IFNβ启动子活性,Western blot检测IRF3、IKKε、TBK1磷酸化水平。

7

体内实验验证

在动物模型中验证circSOBP的抗肿瘤和免疫调节作用。

使用BALB/c裸鼠和C57BL/6小鼠建立原位胶质瘤模型,通过AAV和Poly(I:C)处理,检测肿瘤生长、存活率和免疫细胞浸润。

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GibcoC11995500BT
胎牛血清Clark BioscienceFB25015
TRIzol试剂Invitrogen15596026
CCK-8试剂DojindoCK04
一步法TUNEL凋亡检测试剂盒RiboBioC11012-2
基质胶BD356234
M-280链霉亲和素磁珠Thermo11206D
蛋白G琼脂糖Thermo88848
ECL化学发光试剂Tanon180-501
TruSeq核糖体谱文库制备试剂盒Illumina--
Illumina Nextseq 500系统Novogene--
Lipo8000转染试剂BeyotimeC0533
EdU细胞增殖检测试剂盒BeyotimeC0078S
乳酸含量检测试剂盒SangonD799099
ATP检测试剂盒BeyotimeS0026
Seahorse XF细胞线粒体压力测试试剂盒Agilent103015-100
Seahorse XF糖酵解压力测试试剂盒Agilent103020-100
D-荧光素钾盐BeyotimeST196
聚肌胞苷酸InvivoGentlrl-pic
小鼠IFN-β ELISA试剂盒ElabScienceE-EL-M0033c
小鼠IFN-γ ELISA试剂盒ElabScienceE-EL-M0048c
AAVpro纯化试剂盒Takara6675
AAVpro滴定试剂盒Takara6233
DAPI染色液SangonE607303
抗TKFC抗体Proteintech12224-1-AP
抗TBK1抗体Santa CruzA-6
抗磷酸化TBK1抗体CSTD52C2
抗IKKε抗体CST2690
抗磷酸化IKKε抗体CST8766
抗IRF3抗体AbclonalA11373
抗磷酸化IRF3抗体AbclonalAP0623
抗NF-κB抗体CST8242
抗磷酸化NF-κB抗体CST3031
抗ALDOC抗体Proteintech14884-1-AP
抗Ki67抗体CST9449
抗CD8α抗体CST98941
抗颗粒酶K抗体Proteintech27894-1-AP
抗NCR1抗体CST23732
抗Lamin B1抗体Santa Cruzsc-377000
抗GAPDH抗体SangonD110016
抗β-actin抗体SangonD110001
GoScript逆转录系统Promega--
TransStart Green qPCR SuperMix试剂盒TransGenAQ101-01
细胞质和细胞核分离试剂盒InventSC-003
RNAmax-T7生物素标记转录试剂盒RibobioC11002-1
DIG-RNA标记试剂盒Roche11175033910
DIG Northern Starter试剂盒Roche12039672910
Primerstar Max DNA聚合酶混合物TakaraR045B
CellTiter-Lumi发光细胞活力检测试剂盒BeyotimeC0056S
快速银染试剂盒BeyotimeP0017S
双荧光素酶报告基因检测试剂盒BeyotimeRG088S
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
牛血清白蛋白BeyotimeST025
酵母RNABeyotimeR0038
1.25%三溴乙醇Lab Anim Tech--

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
细胞系(U87, U251, 293T等),培养基(DMEM含10% FBS),培养条件(37°C,5% CO2)
阅读提示:STAR Methods - Cell culture
circSOBP过表达/敲低
过表达载体(pEGFP-C1-circSOBP)和siRNA序列
阅读提示:STAR Methods - Vector construction, Cell transfection
代谢检测
Seahorse分析中OCR和ECAR检测的细胞密度、试剂浓度和注射顺序
阅读提示:STAR Methods - Seahorse analysis
RNA pulldown/免疫沉淀
探针序列、抗体(anti-TKFC, anti-Flag, anti-HA)
阅读提示:STAR Methods - RNA pulldown assays, Immunoprecipitation
动物实验
小鼠品系(BALB/c裸鼠和C57BL/6),细胞接种数(3×10^5),AAV和Poly(I:C)剂量(5 μg/g/d)
阅读提示:STAR Methods - Animal experiments