TP53通过介导耐药细胞来源外泌体miR-424-5p的作用减轻非小细胞肺癌顺铂耐药

TP53 mitigates cisplatin resistance in non-small cell lung cancer by mediating the effects of resistant cell-derived exosome mir-424-5p.

作者信息Yan Deng, Hao Ding, Yanhua Zhang, Xudong Feng, Qing Ye, Rui Tian, Yuchuan Xu, Qingqing He, Qiaofen Fu, Rongqing Li
PMID38439876
期刊Heliyon
发布时间2024-02-22
DOI10.1016/j.heliyon.2024.e26853

实验完整度

包含体外细胞实验、体内皮下移植瘤模型、双荧光素酶报告基因、外泌体分离鉴定及通路蛋白检测等多层级验证,且进行了功能获得与丧失实验。

主要模型

A549细胞系 A549/DDP细胞系 BALB/c-nu小鼠皮下移植瘤模型 293T细胞

重点核对

miR-424-5p mimic/inhibitor转染效率及对A549细胞增殖、周期、凋亡的影响 A549/DDP细胞异种移植瘤模型中DDP给药剂量(5 mg/kg,每周三次,持续两周) TP53过表达或敲低对miR-424-5p、SOCS5/6表达及JAK2/STAT3和PI3K/AKT通路活化的影响 外泌体分离方法(超速离心)及外泌体中miR-424-5p的水平变化

摘要

背景:顺铂(DDP)是非小细胞肺癌(NSCLC)患者化疗的主要药物。然而,DDP耐药是患者预后较差的重要原因。因此,本研究旨在发现miR-424-5p在NSCLC DDP耐药中的特征。方法:在外部调控miR-424-5p表达后,使用CCK-8和流式细胞术检测A549细胞活性。构建A549/DDP及A549/DDP相关皮下肿瘤模型,以研究miR-424-5p在体内对NSCLC DDP耐药的影响。TargetScan和JASPAR数据库预测了miR-424-5p的潜在分子机制。分离A549和A549/DDP来源的外泌体,并使用透射电子显微镜和纳米颗粒跟踪分析进行表征。结果:过表达miR-424-5p促进了A549细胞的增殖和DDP耐药,敲低miR-424-5p则相反。敲低miR-424-5p增强了DDP对肿瘤重量和体积的抑制。此外,SOCS5和SOCS6(SOCS5/6)是miR-424-5p的下游靶标。miR-424-5p下调SOCS5/6表达以激活JAK2/STAT3和PI3K/AKT通路。值得注意的是,肿瘤蛋白p53(TP53)是miR-424-5p宿主基因的转录因子,经双荧光素酶报告基因证实。细胞和动物实验表明,TP53限制了miR-424-5p对NSCLC生长、DDP耐药及相关分子的调节功能。有趣的是,miR-424-5p在A549/DDP细胞来源的外泌体中显著富集,而TP53下调了A549/DDP细胞来源外泌体中miR-424-5p的表达。结论:DDP耐药细胞来源的外泌体miR-424-5p通过靶向SOCS5和SOCS6激活JAK2/STAT3和PI3K/AKT通路,促进NSCLC生长和DDP耐药,而TP53可阻断这一过程。

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
miR-424-5p在非小细胞肺癌顺铂耐药中的作用及潜在分子机制,以及TP53的调控角色。
核心机制
miR-424-5p通过靶向下调SOCS5和SOCS6,激活JAK2/STAT3和PI3K/AKT通路,促进NSCLC生长和DDP耐药;TP53作为转录因子结合miR-424-5p宿主基因启动子,抑制其表达,从而阻断上述通路。
主要证据
体外细胞实验(CCK-8、流式细胞术)显示miR-424-5p促进增殖和耐药;体内移植瘤模型证实敲低miR-424-5p增强DDP抑制效果;双荧光素酶报告基因验证miR-424-5p靶向SOCS5/6和TP53结合宿主基因;Western blot显示miR-424-5p激活PI3K/AKT和JAK2/STAT3通路,TP53抑制之。
研究意义
研究为miR-424-5p在NSCLC恶性生物学行为和DDP耐药中的作用提供参考,并可能作为逆转DDP耐药的关键介质,外泌体miR-424-5p或可作为动态监测的生物标志物。

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

体外功能验证

验证miR-424-5p对A549细胞增殖、细胞周期、凋亡及DDP耐药的影响

在A549细胞中转染miR-424-5p mimic/inhibitor,通过CCK-8检测细胞活力,PI染色流式细胞术检测细胞周期,Annexin V-FITC/PI检测凋亡;在A549/DDP细胞中过表达miR-424-5p并在IC50 DDP处理下检测细胞活力。

2

体内移植瘤实验

验证miR-424-5p在体内对NSCLC生长和DDP耐药的影响

将处理后的A549/DDP细胞皮下注射至BALB/c-nu小鼠,建立移植瘤模型,给予DDP或PBS处理,测量肿瘤体积和质量,并通过HE染色观察组织病理变化。

3

靶基因预测与验证

预测并验证miR-424-5p的下游靶基因

使用TargetScan预测miR-424-5p的靶基因,通过双荧光素酶报告基因验证miR-424-5p与SOCS5和SOCS6 3'UTR的结合。

4

上游转录因子验证

验证TP53是否为miR-424-5p宿主基因的转录因子

使用JASPAR预测miR-424-5p宿主基因启动子上的转录因子,通过双荧光素酶报告基因验证TP53与宿主基因启动子区域的结合。

5

外泌体分离与表征

探究外泌体是否作为miR-424-5p的功能介质

从A549和A549/DDP细胞培养上清中分离外泌体,使用TEM观察形态、NTA分析粒径,Western blot检测外泌体标志物,RT-qPCR检测外泌体中miR-424-5p表达,并评估TP53调控的影响。

6

信号通路分析

验证miR-424-5p是否通过SOCS5/6调控JAK2/STAT3和PI3K/AKT通路

在A549/DDP细胞中过表达或敲低miR-424-5p,以及过表达或敲低TP53,通过Western blot检测信号通路蛋白磷酸化水平,并在肿瘤组织中进行IHC检测。

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Gibco11875119
胎牛血清Gibco16140089
胰蛋白酶Gibco15090046
A549/DDP细胞专用培养基ProcellCM-0519
Lipofectamine® 3000转染试剂盒InvitrogenL3000015
顺铂MCEHY-17394
GloMax®发光检测仪--E6521
RIPA裂解液Thermo Scientific89901
总外泌体RNA和蛋白分离试剂盒Invitrogen4478545
Novex™ ECL试剂盒InvitrogenWP20005
Axygen®凝胶成像系统CorningGD-1000
Trizol™试剂Invitrogen15596026
NanoDrop-1000超微量分光光度计Thermo Fisher--
Bulge-Loop miRNA qRT-PCR Starter KitRibobioC10211-1
FastKing逆转录试剂盒TiangenKR116
Taq Pro通用SYBR qPCR预混试剂盒VazymeQ712-03
DAB显色试剂盒Abcamab64238
BX53显微镜Olympus--

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
A549细胞在RPMI-1640培养基含10% FBS,A549/DDP细胞在专用培养基中培养;细胞密度80%-90%时用0.25%胰酶消化传代。
阅读提示:Materials and methods, 2.1 Cell culture
细胞转染
使用Lipofectamine® 3000转染pCDNA3.1-TP53、pGMLV-SC5 RNAi-TP53、miR-424-5p mimic/inhibitor及对照。A549/DDP细胞在IC50 DDP处理下转染。
阅读提示:Materials and methods, 2.2 Cell transfection and treatment
体内动物实验
BALB/c-nu小鼠分组、每只注射5×10^5细胞、DDP给药剂量(5 mg/kg,每周三次,持续两周)、肿瘤测量频率(每3天)、第27天处死。
阅读提示:Materials and methods, 2.6 Animal and subcutaneous tumor model; Figure Legend 2
外泌体分离与鉴定
血清饥饿培养24小时收集上清,超速离心获取外泌体;TEM观察形态,NTA分析粒径。
阅读提示:Materials and methods, 2.4 Isolation and identification of exosomes; Figure Legend 7
信号通路检测
Western blot检测p-PI3K、p-AKT、p-JAK2、p-STAT3及总蛋白;IHC检测肿瘤组织中的通路蛋白。
阅读提示:Figure Legends 4, 5, 6; Materials and methods, 2.5 Western blotting assay