环状RNA LDLR通过靶向CHD1与miR-449b-5p促进胃癌细胞的增殖和有氧糖酵解

CircRNA LDLR promotes proliferation and aerobic glycolysis of gastric cancer cells by targeting CHD1 with miR-449b-5p.

作者信息FanYe Zeng, JunTao Zhao, MengTing Tong, WenTing He, Nan Li, YuXiang Fan, YanHua Zhu, LiPing Zhang, HongLiang Zhang
PMID38665782
发布时间2023-12-07
DOI10.55730/1300-0152.2681

实验完整度

高

包含临床样本表达分析、体外细胞功能实验、机制验证(RIP、双荧光素酶报告基因)及体内异种移植瘤模型等多层级证据。

主要模型

胃癌细胞系MKN-45 胃癌细胞系AGS 人正常胃黏膜细胞系GES-1 BALB/c裸鼠异种移植瘤模型

重点核对

细胞系:MKN-45(胃癌)、AGS(胃癌)、GES-1(正常胃黏膜) 转染:circLDLR过表达质粒、si-circLDLR、miR-449b-5p mimic、si-CHD1及各自阴性对照,使用Lipofectamine 2000转染48小时 体内实验:BALB/c雌性裸鼠(6周龄),每组4只,皮下注射5×10^6个si-circLDLR转染的MKN-45细胞 检测指标:葡萄糖摄取、乳酸生成、ATP/ADP比值、NAD+/NADH比值、Ki-67免疫组化

摘要

背景/目的:环状RNA可作为肿瘤的检测生物标志物和治疗靶点。本研究旨在阐明circRNA LDLR(circLDLR)在胃癌(GC)增殖和有氧糖酵解中的作用机制。材料与方法:采用定量PCR检测GC样本中circLDLR、miR-449b-5p和CHD1的表达特征。通过CCK-8和EdU实验评估MKN-45细胞的增殖能力,通过流式细胞术检测细胞凋亡。定量细胞上清液中的葡萄糖摄取、乳酸生成、ATP/ADP比值和NAD+/NADH比值以评估有氧糖酵解。采用亚细胞分离实验、定量PCR、免疫印迹分析、RNA免疫沉淀(RIP)和双荧光素酶报告基因实验来研究基因间的关系。结果:GC中circLDLR和CHD1的表达升高,而miR-449b-5p的表达降低。功能上,circLDLR的过表达增强了MKN-45细胞的增殖和有氧糖酵解,并抑制了凋亡。然而,上调miR-449b-5p或下调CHD1可逆转这些效应。CircLDLR充当miRNA海绵,调节miR-449b-5p的表达,从而影响CHD1并加速GC的恶性进展。结论:CircLDLR通过靶向CHD1与miR-449b-5p驱动GC细胞的增殖和有氧糖酵解,是胃癌早期诊断和临床治疗的理想潜在靶点。

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
circLDLR在胃癌中如何通过miR-449b-5p和CHD1影响细胞增殖和有氧糖酵解?
核心机制
circLDLR作为miRNA海绵吸附并抑制miR-449b-5p,解除其对CHD1的抑制作用,从而上调CHD1表达,促进胃癌细胞增殖和有氧糖酵解,抑制凋亡。
主要证据
在胃癌组织和细胞系中circLDLR和CHD1高表达,miR-449b-5p低表达;circLDLR过表达促进增殖、有氧糖酵解并抑制凋亡,而miR-449b-5p mimic或si-CHD1可逆转这些效应;体内实验证实circLDLR敲低抑制肿瘤生长并下调CHD1和Ki-67。
研究意义
circLDLR/miR-449b-5p/CHD1轴为胃癌的早期诊断和临床治疗提供了新的靶点和参考。

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

circLDLR在胃癌中的表达特征分析

检测circLDLR在胃癌组织和细胞系中的表达水平及其临床相关性。

收集43对胃癌组织和癌旁正常组织,用定量PCR检测circLDLR表达;在胃癌细胞系AGS、MKN-45和正常胃黏膜细胞GES-1中检测circLDLR;分析circLDLR表达与临床病理特征的关系;利用circBank预测circLDLR结构;RNAse R和放线菌素D实验验证其环状结构和稳定性;亚细胞分离实验确定其亚细胞定位。

2

circLDLR对胃癌细胞增殖和凋亡的影响

验证circLDLR是否影响胃癌细胞的增殖和凋亡。

在MKN-45细胞中转染circLDLR过表达质粒或si-circLDLR,通过CCK-8和EdU实验检测细胞增殖,通过流式细胞术检测凋亡。

3

circLDLR对胃癌细胞有氧糖酵解的影响

研究circLDLR是否调节胃癌细胞的有氧糖酵解。

在MKN-45细胞中敲低或过表达circLDLR后,检测葡萄糖摄取、乳酸生成、ATP/ADP比值和NAD+/NADH比值。

4

验证circLDLR与miR-449b-5p的靶向关系

验证circLDLR是否作为miRNA海绵与miR-449b-5p结合。

通过starBase3.0预测结合位点,使用RIP实验验证Ago2富集,通过双荧光素酶报告基因实验验证circLDLR与miR-449b-5p的相互作用,并检测circLDLR表达变化对miR-449b-5p水平的影响。

5

验证miR-449b-5p与CHD1的靶向关系

确认CHD1是miR-449b-5p的直接靶基因。

通过starBase3.0预测靶基因,并在TNMplot数据库分析表达模式;在胃癌细胞中检测CHD1表达;使用双荧光素酶报告基因验证miR-449b-5p与CHD1 3'UTR的结合;检测circLDLR和miR-449b-5p对CHD1蛋白表达的影响。

6

拯救实验验证miR-449b-5p或CHD1在circLDLR功能中的作用

验证miR-449b-5p或CHD1下调能否逆转circLDLR过表达引起的细胞表型变化。

将circLDLR-OE与miR-449b-5p mimic共转染,或circLDLR-OE与si-CHD1共转染至MKN-45细胞,然后检测细胞增殖、凋亡和有氧糖酵解相关指标。

7

circLDLR在体内对肿瘤生长的影响

验证circLDLR在体内是否影响肿瘤形成和生长。

将si-circLDLR转染的MKN-45细胞皮下注射到裸鼠,定期测量肿瘤体积,4周后处死,称重,并通过免疫印迹检测CHD1水平,免疫组化检测Ki-67。

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----
Ham's F-12培养基----
胎牛血清----
青霉素-链霉素Procell--
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
TRIzol试剂Invitrogen--
SuperScript III逆转录酶Invitrogen--
SYBR Green预混液CloudSeq--
TaqMan MicroRNA逆转录试剂盒Applied Biosystems--
TaqMan通用预混液IIApplied Biosystems--
AB7500实时定量PCR系统Applied Biosystems--
RNA酶REpicentre Technologies--
PARIS试剂盒Invitrogen--
裂解缓冲液Beyotime--
Bradford蛋白浓度测定试剂盒Bio-Rad--
PVDF膜----
GAPDH抗体CST2118
CHD1抗体CST4351
辣根过氧化物酶标记二抗CST--
增强型ECL化学发光试剂盒ultrassignal--
CCK-8溶液Dojindo--
BeyoClick EdU细胞增殖试剂盒Beyotime--
Alexa Fluor 555荧光染料Beyotime--
Hoechst 33342染料----
共聚焦激光扫描显微镜OlympusFLUOVIEW
葡萄糖检测试剂盒BioVision--
乳酸检测试剂盒BioVision--
ApoSENSOR ADP/ATP比值检测试剂盒BioVision--
EnzyLight NAD+/NADH比值检测试剂盒Bioassay Systems--
SpectraMax酶标仪Molecular Devices--
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒SolarbioCA1020
FACScan流式细胞仪BD Biosciences--
pmirGLO荧光素酶报告载体Promega--
双荧光素酶报告基因检测试剂盒Promega--
Synergy 2多功能酶标仪BioTek--
EZ-Magna RIP试剂盒Millipore--
Ki-67抗体Abcamab15580

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
临床样本
胃癌组织和癌旁正常组织的配对数量(43对)及收集条件(液氮速冻)
阅读提示:参见Materials and methods 2.1 Clinical samples
细胞培养
细胞系来源(MKN-45、AGS、GES-1)及培养条件(培养基、温度、CO2浓度)
阅读提示:参见Materials and methods 2.2 Cell culture
细胞转染
转染试剂(Lipofectamine 2000)及转染时长(48小时)
阅读提示:参见Materials and methods 2.3 Cell transfection
定量PCR
RNA提取试剂、逆转录试剂、PCR体系及内参基因(U6、GAPDH)
阅读提示:参见Materials and methods 2.4 Quantitative PCR及Table 1
circLDLR稳定性检测
RNAse R处理条件和放线菌素D浓度(2 μg/mL)及检测时间点(0,4,8,12,24h)
阅读提示:参见Materials and methods 2.5 RNAse R treatment和2.6 Actinomycin D assay
亚细胞定位
细胞数量(1×10^6)及参照基因(18S、U6)
阅读提示:参见Materials and methods 2.7 Subcellular isolation assay
蛋白检测
抗体信息(GAPDH #2118, CHD1 #4351, CST)、裂解液及ECL试剂
阅读提示:参见Materials and methods 2.8 Immunoblot analysis
细胞增殖
CCK-8和EdU实验的细胞密度、处理时间及检测条件
阅读提示:参见Materials and methods 2.9 CCK-8和2.10 EdU experiment
有氧糖酵解
葡萄糖摄取、乳酸、ATP/ADP、NAD+/NADH检测的细胞密度、孵育时间及试剂盒
阅读提示:参见Materials and methods 2.11-2.13
凋亡检测
Annexin V-FITC/PI双染步骤及流式细胞仪
阅读提示:参见Materials and methods 2.14 Apoptosis assay
双荧光素酶报告基因
报告基因载体(pmirGLO)、细胞系及检测时间(48h)
阅读提示:参见Materials and methods 2.15 Luciferase reporter assay
RIP实验
Ago2抗体、磁珠及孵育条件(4°C 6小时)
阅读提示:参见Materials and methods 2.16 RNA binding protein immunoprecipitation (RIP) experiment
动物实验
小鼠品系(BALB/c雌性裸鼠,6周龄)、每组数量(4只)、注射细胞数(5×10^6)及观察时间(4周)
阅读提示:参见Materials and methods 2.17 Xenotransplantation