环状RNA circ_0008037通过结合miR-433-3p上调NUCKS1促进非小细胞肺癌肿瘤生长和Warburg效应

CircRNA circ_0008037 facilitates tumor growth and the Warburg effect via upregulating NUCKS1 by binding to miR-433-3p in non-small cell lung cancer.

作者信息Jia Yu, Haining Zhang, Chunsheng Zhao, Guanghui Li, Yingying Zhang, Yang Sun
PMID34850570
发布时间2022-01
DOI10.1111/1759-7714.14235

实验完整度

高

包含体外细胞功能实验(增殖、迁移、侵袭、糖酵解)、分子机制验证(RNA pulldown、双荧光素酶、Western blot)、挽救实验及体内异种移植模型,证据层级独立且包含功能与机制验证。

主要模型

A549细胞 H1975细胞 BEAS-2B细胞 BALB/c裸鼠异种移植模型

重点核对

NSCLC组织和细胞中circ_0008037表达上调 敲低circ_0008037抑制细胞增殖、迁移、侵袭和Warburg效应 circ_0008037通过海绵吸附miR-433-3p调控NUCKS1 miR-433-3p抑制剂逆转circ_0008037沉默的效应 NUCKS1过表达逆转miR-433-3p模拟物的效应

摘要

背景 环状RNA(circRNAs)参与包括非小细胞肺癌(NSCLC)在内的肿瘤的发生和发展。目前,circRNAs在NSCLC中的作用和调控机制尚未完全阐明。本研究旨在探讨circRNA hsa_circ_0008037(circ_0008037)在NSCLC中的作用和调控机制。 方法 通过定量实时聚合酶链反应(RT‐qPCR)检测NSCLC组织和细胞中circ_0008037的表达。进行功能缺失实验以分析circ_0008037敲低对NSCLC细胞增殖、迁移、侵袭和Warburg效应的影响。采用Western blotting进行蛋白质分析。通过生物信息学分析、RNA pulldown实验和双荧光素酶报告实验研究circ_0008037的调控机制。使用异种移植实验验证circ_0008037在体内NSCLC中的致癌性。 结果 circ_0008037在NSCLC组织和细胞中上调。circ_0008037下调在体内减少肿瘤生长,并在体外抑制NSCLC细胞的增殖、迁移、侵袭和降低Warburg效应。机制上,circ_0008037通过海绵吸附miR‐433‐3p调节核普遍性酪蛋白激酶和细胞周期蛋白依赖性激酶底物1(NUCKS1)的表达。此外,miR‐433‐3p抑制剂逆转了circ_0008037沉默对NSCLC细胞增殖、迁移、侵袭和Warburg效应的抑制作用。同时,NUCKS1升高逆转了miR‐433‐3p模拟物对NSCLC细胞增殖、迁移、侵袭和Warburg效应的抑制作用。 结论 circ_0008037通过吸附miR‐433‐3p调节NUCKS1表达,从而加速肿瘤生长并增强Warburg效应,为NSCLC治疗提供了潜在靶点。

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
circ_0008037在非小细胞肺癌中的表达、功能及其调控机制尚不清楚,本研究旨在探讨circ_0008037对NSCLC肿瘤生长和Warburg效应的影响及潜在机制。
核心机制
circ_0008037通过海绵吸附miR-433-3p,抑制miR-433-3p活性,从而上调NUCKS1表达,促进NSCLC肿瘤生长和Warburg效应。
主要证据
RT-qPCR显示circ_0008037在NSCLC组织和细胞中上调;敲低实验显示抑制增殖、迁移、侵袭和Warburg效应;RNA pulldown和双荧光素酶实验证实circ_0008037与miR-433-3p直接结合,且miR-433-3p靶向NUCKS1;异种移植实验表明circ_0008037沉默减少体内肿瘤生长。
研究意义
该研究揭示了circ_0008037通过miR-433-3p/NUCKS1轴调控NSCLC进展和Warburg效应的新机制,为NSCLC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

检测circ_0008037在NSCLC中的表达

验证circ_0008037在NSCLC组织和细胞中的表达水平及其与临床病理特征和预后的关系。

采用RT-qPCR检测56对NSCLC组织和癌旁组织及NSCLC细胞系(A549、H1975)和正常支气管上皮细胞BEAS-2B中circ_0008037的表达;分析其与肿瘤大小、TNM分期、淋巴转移及预后的相关性。

2

敲低circ_0008037的体外功能实验

评估circ_0008037敲低对NSCLC细胞增殖、迁移、侵袭和Warburg效应的影响。

使用siRNA敲低circ_0008037,通过MTT、克隆形成、Transwell实验检测细胞增殖、迁移和侵袭;通过乳酸生成、葡萄糖消耗、ECAR/OCR及Western blot检测糖酵解关键酶。

3

验证circ_0008037与miR-433-3p的相互作用

证实circ_0008037是否作为ceRNA海绵吸附miR-433-3p。

通过生物信息学预测、RNA pulldown和双荧光素酶报告实验验证circ_0008037与miR-433-3p的直接结合;检测miR-433-3p在NSCLC组织和细胞中的表达及与circ_0008037的相关性。

4

验证miR-433-3p是否介导circ_0008037的功能

确定circ_0008037对NSCLC细胞功能的影响是否依赖于miR-433-3p。

在circ_0008037敲低细胞中导入miR-433-3p抑制剂,检测细胞增殖、迁移、侵袭和Warburg效应相关指标的变化。

5

验证NUCKS1是miR-433-3p的靶基因

确认NUCKS1是miR-433-3p的直接靶标,并受circ_0008037/miR-433-3p轴调控。

通过生物信息学预测、双荧光素酶报告实验、RT-qPCR和Western blot验证miR-433-3p对NUCKS1的调控;检测NUCKS1在NSCLC组织中的表达及其与miR-433-3p和circ_0008037的相关性。

6

验证NUCKS1是否介导miR-433-3p的功能

确定miR-433-3p对NSCLC细胞功能的影响是否依赖于NUCKS1。

在miR-433-3p模拟物转染细胞中过表达NUCKS1,检测细胞增殖、迁移、侵袭和Warburg效应相关指标的变化。

7

体内异种移植实验

验证circ_0008037在体内对NSCLC肿瘤生长的影响。

将稳定敲低circ_0008037的A549细胞皮下注射至裸鼠,监测肿瘤体积和重量,并检测肿瘤组织中circ_0008037、miR-433-3p、NUCKS1表达及Ki67增殖指数。

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Sigma--
胎牛血清Solarbio--
青霉素-链霉素Solarbio--
A549细胞ProcellCL-0016
H1975细胞ProcellCL-0298
BEAS-2B细胞ProcellCL-0496
脂质体3000转染试剂Invitrogen--
miRNeasy微型试剂盒Qiagen--
PARIS试剂盒Invitrogen--
逆转录试剂盒Vazyme--
SYBR Green PCR预混液Bio-Rad--
RNase RSolarbio--
MTT溶液Sigma--
二甲基亚砜Sigma--
酶标仪Bio-Rad--
结晶紫Solarbio--
光学显微镜Olympus--
Transwell小室Costar--
基质胶Sigma--
结晶紫Beyotime--
显微镜Olympus--
乳酸检测试剂盒Solarbio--
葡萄糖检测试剂盒Solarbio--
XFe 96细胞外通量分析仪Seahorse Bioscience--
XF糖酵解压力测试试剂盒Seahorse Bioscience--
XF细胞线粒体压力测试试剂盒Seahorse Bioscience--
RIPA裂解液Beyotime--
抗MMP2抗体Abcamab97779
抗MMP9抗体Abcamab228402
抗HK2抗体Abcamab227198
抗LDHA抗体Abcamab125683
抗NUCKS1抗体InvitrogenPA5-26535
抗β-肌动蛋白抗体Abcamab115777
山羊抗兔IgGAbcamab6721
增强型化学发光液Beyotime--
M-280链霉亲和素磁珠Invitrogen--
psiCHECK-2载体Promega--
荧光素酶报告基因检测试剂盒Promega--
异氟烷----
抗Ki67抗体Abcamab92742

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
组织样本收集
56对NSCLC组织和癌旁组织,患者术前未接受放化疗,临床病理特征见表1
阅读提示:Methods-Tissue specimens
细胞培养
A549、H1975、BEAS-2B细胞系来源及培养条件(RPMI-1640 + 10% FBS + 1% 双抗)
阅读提示:Methods-Cell culture and transfection
基因敲低和过表达
si-circ_0008037、si-NC、miR-433-3p mimic/inhibitor及对照、NUCKS1过表达质粒
阅读提示:Methods-Cell culture and transfection
qPCR
引物序列、内参(β-actin/U6)、2-ΔΔCT方法
阅读提示:Methods-RNA isolation and real-time quantitative polymerase chain reaction; Table 2
功能实验
MTT、克隆形成、Transwell迁移/侵袭实验的条件(细胞密度、培养时间、染色)
阅读提示:Methods-Cell proliferation assessment; Cell migration and invasion assay
Warburg效应评估
乳酸和葡萄糖检测试剂盒、ECAR/OCR测定(XFe 96分析仪)
阅读提示:Methods-Evaluation of glycolysis
Western blot
抗体列表及稀释比例、RIPA裂解、ECL显色
阅读提示:Methods-Western blotting
分子相互作用
RNA pulldown(生物素探针、磁珠)、双荧光素酶报告实验(psiCHECK-2载体)
阅读提示:Methods-RNA pulldown assay; Dual-luciferase reporter assay
体内实验
BALB/c裸鼠(每组5只)、注射细胞数(2×10^6)、肿瘤体积测量频率、异氟烷处死浓度
阅读提示:Methods-Xenograft assay