B7-H3 mRNA的N6-甲基腺苷修饰促进结直肠癌的发生和发展

N6-methyladenosine modification of B7-H3 mRNA promotes the development and progression of colorectal cancer.

作者信息Rui Chen, Fei Su, Tao Zhang, Dongjin Wu, Jingru Yang, Quanlin Guan, Chen Chai
PMID38318386
期刊iScience
发布时间2024-01-18
DOI10.1016/j.isci.2024.108956

实验完整度

包含TCGA数据分析、细胞系功能实验(增殖、迁移、侵袭)、动物异种移植模型、机制验证(MeRIP-qPCR、放线菌素D实验)及临床样本验证。

主要模型

结直肠癌细胞系CACO2 结直肠癌细胞系SW480 结直肠癌细胞系DLD1 BALB/c裸鼠异种移植模型

重点核对

B7-H3敲低在CACO2和SW480细胞中的效率(shRNA#1/#2/#3) 细胞增殖CCK-8、EdU、集落形成实验的重复数(n=3) 动物实验中每组小鼠数量(n=5)及肿瘤体积测量时间点 YTHDF1敲低和过表达对B7-H3 mRNA和蛋白水平的影响 METTL3敲低对B7-H3 m6A修饰富集的影响

摘要

B7-H3是一种在多种癌症类型中常见的致癌基因。然而,B7-H3异常表达及结直肠癌进展的分子机制仍需广泛探索。B7-H3在人类结直肠癌组织中上调,其异常表达与结直肠癌患者的不良预后相关。值得注意的是,功能获得和功能丧失实验显示,B7-H3敲低显著抑制了体外的细胞增殖、迁移和侵袭,而外源性B7-H3表达则产生相反的结果。此外,沉默B7-H3在异种移植小鼠模型中抑制了肿瘤生长。机制上,我们的研究表明N6-甲基腺苷结合蛋白YTHDF1以m6A依赖性方式增强B7-H3表达。此外,救援实验表明,重新引入B7-H3可显著消除由YTHDF1沉默诱导的细胞增殖和侵袭的抑制效应。我们的结果表明,YTHDF1-m6A-B7-H3轴对结直肠癌的发生和发展至关重要,可能代表结直肠癌治疗的潜在治疗靶点。

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
B7-H3在结直肠癌中异常表达的分子机制及其对肿瘤进展的作用是什么?
核心机制
m6A阅读蛋白YTHDF1以m6A依赖性方式识别并结合B7-H3 mRNA,维持其稳定性,抑制其降解,从而上调B7-H3蛋白表达。
主要证据
通过TCGA数据库和RT-qPCR发现B7-H3 mRNA高表达;Western blot检测蛋白表达;CCK-8、EdU、transwell等实验证明B7-H3促进增殖和迁移;MeRIP-qPCR和放线菌素D实验证实YTHDF1维持B7-H3 mRNA稳定性;体内异种移植实验证实B7-H3促进肿瘤生长。
研究意义
研究表明YTHDF1-m6A-B7-H3轴是结直肠癌发生发展的关键,可能作为潜在治疗靶点。

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

B7-H3表达与临床相关性分析

评估B7-H3在结直肠癌组织和细胞中的表达水平及其与预后的关系。

利用TCGA数据库分析B7-H3 mRNA表达;RT-qPCR检测新鲜组织中B7-H3表达;Kaplan-Meier生存分析;B7-H3蛋白在临床样本中的表达评估。

2

B7-H3功能验证(体外)

通过敲低和过表达B7-H3,验证其对结直肠癌细胞增殖、迁移、侵袭和EMT的影响。

构建B7-H3敲低(sh-B7-H3)和过表达(pCDH-B7-H3)细胞模型,进行CCK-8、EdU、集落形成、transwell和伤口愈合实验,并用Western blot检测EMT相关蛋白。

3

B7-H3功能验证(体内)

评估B7-H3敲低对异种移植瘤生长的影响。

将稳定表达sh-B7-H3或sh-Ctrl的CACO2细胞皮下注射到裸鼠,定期测量肿瘤体积,29天后处死,称重并进行H&E和IHC染色。

4

机制探索(YTHDF1对B7-H3的调控)

验证m6A甲基化及YTHDF1对B7-H3表达的调控作用。

数据库预测m6A位点;敲低或过表达YTHDF1后检测B7-H3 mRNA和蛋白水平;放线菌素D实验检测mRNA稳定性;MeRIP-qPCR验证m6A修饰。

5

救援实验(YTHDF1与B7-H3的上下游关系)

验证B7-H3是否是YTHDF1下游的关键靶点。

在YTHDF1敲低的细胞中过表达B7-H3,检测细胞增殖、迁移、侵袭能力及EMT和干细胞标志物的变化。

6

临床预后分析

评估B7-H3表达与患者临床病理特征和预后的关系。

对109例CRC组织进行IHC染色,根据B7-H3表达分组,进行Kaplan-Meier生存分析和单因素/多因素Cox回归分析。

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
RIPA裂解液Crystal Color BiologicalJC-PL001
RPMI 1640培养基GIBCO--
DMEM培养基GIBCO--
胎牛血清GIBCO--
青霉素Beyotime--
链霉素Beyotime--
TRIeasy总RNA提取试剂Yeasen10606ES60
Hifair III第一链cDNA合成SuperMixYeasen--
Hieff qPCR SYBR Green预混液Yeasen--
Lipofiter转染试剂盒HanbioHB-TRLF-5000
CCK-8试剂盒DojindoCK04-11
EdU细胞增殖检测试剂盒RiboBioC10310
PVDF膜Millipore--
Odyssey红外成像系统LI-COR Biosciences--
DAPISolarbio--
结晶紫Sigma-Aldrich--
Transwell小室Corning--
基质胶Corning--
m6A一抗Abcamab208577
MeRIP m6A试剂盒Merck Millipore--
BALB/c裸鼠Jiangsu Jicui Pharmaceutical Health Biotechnology Co., Ltd--
嘌呤霉素----
B-27无血清添加剂Invitrogen--
表皮生长因子Sigma-Aldrich--
碱性成纤维细胞生长因子Sigma-Aldrich--
抗B7-H3抗体Proteintech14453-1-AP
抗GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
抗N-钙黏蛋白抗体Proteintech22018-1-AP
抗YTHDF1抗体Proteintech66745-1-Ig
抗METTL3抗体Proteintech67733-1-Ig
抗Ki67抗体Proteintech27309-1-AP
抗MMP2抗体Abcamab92536
抗MMP9抗体Abcamab76003
抗CD133抗体Abcamab27699
抗MYC抗体Abcamab18185
抗Nanog抗体NovusNB100-58842
抗SOX2抗体NovusNB110-79875
抗ALDH抗体AbceptaAP1465C
抗E-钙黏蛋白抗体OriGeneTA800692
抗Slug抗体OriGeneTA800167

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
细胞系来源,培养基类型,血清浓度,抗生素浓度,培养条件(37°C,5% CO2)
阅读提示:STAR★Methods,Cell culture
B7-H3敲低/过表达
shRNA序列,载体构建,转染试剂,筛选浓度(嘌呤霉素5 μg/mL),效率验证。
阅读提示:STAR★Methods,Lentiviruses and cell transfection
细胞增殖检测
CCK-8实验:细胞数(1×10^3),时间点(24, 48, 72, 96, 120h),检测波长(450nm);EdU实验:EdU浓度及孵育时间。
阅读提示:STAR★Methods,Cell growth and proliferation assays
迁移和侵袭检测
Transwell实验:细胞数(5×10^4),迁移时间(30h),基质胶包被;划痕实验:细胞密度(90%),时间(36h)。
阅读提示:STAR★Methods,Transwell assay, Wound healing assay
RNA稳定性实验
放线菌素D浓度(5 μg/mL),处理时间(0, 3, 6h),检测方法(RT-qPCR)。
阅读提示:STAR★Methods,The mRNA stability assay
MeRIP-qPCR
m6A抗体,RNA片段化大小,免疫沉淀条件,qPCR引物。
阅读提示:STAR★Methods,Methylated RNA immunoprecipitation-qPCR (MeRIP-qPCR)
动物实验
小鼠品系(BALB/c nude),年龄(4周),性别(雄性),注射细胞数(1×10^7),肿瘤测量频率(每3天),肿瘤体积计算公式,实验周期(29天)。
阅读提示:STAR★Methods,Animal experiments
临床样本分析
样本量(109对,14对,10对),IHC评分标准,WB条件。
阅读提示:STAR★Methods,Clinical samples, H&E and IHC staining