SNORA13反义寡核苷酸增强5-氟尿嘧啶在结肠腺癌中的治疗效果

SNORA13 antisense oligonucleotides enhances the therapeutical effects of 5-fluorouracil in colon adenocarcinoma.

作者信息Yanzhi Wang, Huihui An, Yaou Zhang, Qing Rex Lyu, Zhe Zhang
PMID40529507
发布时间2025-06-16
DOI10.3389/fphar.2025.1564682

实验完整度

包含体外细胞增殖和集落形成实验、体内异种移植瘤模型、多组学分析及动物治疗实验,涵盖功能验证和机制验证。

主要模型

HT29结肠腺癌细胞系 HCT116、RKO细胞系 NCM460正常肠上皮细胞系 BALB/c裸鼠异种移植瘤模型

重点核对

细胞系HT29、HCT116、RKO和NCM460的来源及培养条件 ASO转染浓度(50 nM)和转染试剂Lipofectamine 3000 CRISPR-Cas9敲除SNORA13的sgRNA序列及筛选方法 动物实验中细胞接种数量(1×10^6或2×10^6)及分组处理(5-FU剂量20 mg/kg,ASO剂量5 nmol) 实验重复数(每个实验三次生物学重复,动物每组n=5)

摘要

结直肠癌是一种常见的恶性肿瘤,是全球癌症相关死亡的第二大原因。5-氟尿嘧啶广泛用于临床干预,然而,对5-氟尿嘧啶的耐药性对治疗效果构成了重大挑战。小核仁RNA是一类核内非编码RNA,主要在核糖体RNA的转录后加工和修饰中发挥作用,这对维持蛋白质合成至关重要。本研究旨在鉴定结直肠癌中差异表达的小核仁RNA,并确定可能与5-氟尿嘧啶给药产生协同作用的特定小核仁RNA。方法:使用临床样本的组合小RNA芯片和来自癌症基因组图谱数据库的数据分析来鉴定结直肠癌中差异表达的小核仁RNA。为了研究SNORA13在结直肠癌中的作用,使用瞬时反义寡核苷酸转染和CRISPR-Cas9基因组编辑在HT29结肠腺癌细胞系中进行功能缺失研究。在裸鼠异种移植模型中,联合给予SNORA13-ASO和5-氟尿嘧啶以验证协同抑制效应。进行RNA-seq、Ribo-seq和蛋白质组学以鉴定SNORA13的下游靶标,并使用qRT-PCR和Western Blot确认多组学分析结果。结果:小RNA芯片数据与TCGA数据库中snoRNA表达谱的组合分析确定SNORA13在结直肠癌组织中普遍升高。功能缺失研究表明,SNORA13缺失显著抑制细胞增殖和集落形成。接下来,裸鼠异种移植肿瘤模型证明SNORA13敲除HT29细胞系中肿瘤形成更小,并且SNORA13 ASO增强了5-氟尿嘧啶的抗癌功效。最后,多组学分析和分子实验验证表明,烟酰胺N-甲基转移酶在SNORA13敲除HT29细胞系中显著抑制。结论:我们的研究揭示了SNORA13在结直肠癌中高表达,并证明敲低SNORA13,特别是与5-氟尿嘧啶联合给药,可能代表一种有前景的结直肠癌治疗方法。

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
鉴定结直肠癌中差异表达的小核仁RNA,并探究特定snoRNA(SNORA13)敲低是否增强5-氟尿嘧啶的抗癌效果。
核心机制
SNORA13敲低通过抑制蛋白质合成(翻译效率降低)和下调NNMT表达来抑制结直肠癌增殖和肿瘤生长。
主要证据
体外细胞增殖和集落形成实验显示SNORA13敲低抑制细胞增殖;体内异种移植瘤模型显示SNORA13敲低和ASO处理减小肿瘤体积和重量;RNA-seq、Ribo-seq和蛋白质组学分析显示翻译效率降低和NNMT下调,并经qRT-PCR和Western blot验证。
研究意义
SNORA13 ASO与5-FU联合给药为增强以5-FU为基础的结直肠癌治疗提供了一种有前景的策略。

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

临床样本和数据库分析

鉴定结直肠癌中差异表达的小核仁RNA。

收集CRC肿瘤组织和配对癌旁组织,进行小RNA芯片分析;结合TCGA数据库COAD和READ数据筛选上调的snoRNA。

2

体外功能缺失研究

探究SNORA13缺失对结直肠癌细胞增殖和集落形成的影响。

使用ASO转染和CRISPR-Cas9敲除HT29细胞系中的SNORA13,进行CCK-8增殖和集落形成实验;同时进行SNORA13过表达实验观察克隆形成。

3

体内异种移植瘤模型

验证SNORA13缺失对肿瘤生长的影响以及SNORA13 ASO单独或联合5-FU的治疗效果。

皮下注射HT29 KO或NC细胞建立异种移植瘤模型;治疗实验使用HT29野生型细胞,待肿瘤形成后分为五组,分别给予生理盐水、NC ASO、5-FU、SNORA13 ASO、SNORA13 ASO+5-FU处理。

4

多组学分析

探究SNORA13敲低影响肿瘤增殖的分子机制。

对HT29 NC和KO细胞进行RNA-seq、Ribo-seq和4D标记定量蛋白质组学分析,鉴定差异表达基因和翻译效率变化。

5

机制验证

验证多组学分析中发现的NNMT下调。

使用RT-qPCR和Western blot验证HT29 NC和KO细胞中NNMT的mRNA和蛋白水平。

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
McCoy's 5A培养基ProcellPM150710
MEM培养基ProcellPM150411
RPMI 1640培养基ProcellPM150110
胎牛血清Yeasen40130ES76
Lipofectamine 3000转染试剂InvitrogenL3000015
嘌呤霉素GibcoA1113803
抗嘌呤霉素抗体克隆12D10MilliporeMAEBE343-AF488
聚凝胺Yeasen40804ES76
TRIzol试剂Thermo Fisher15596026
ReverTra Ace qPCR逆转录预混液ToyoboFSQ-301
PerfectStart Green qPCR SuperMixTransgenAQ601
TransDetect细胞计数试剂盒TransGenFC101
基底膜基质胶MCEHY-K6001
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
Bradford蛋白定量试剂盒BeyotimeP0006C
5×上样缓冲液BeyotimeP0285
Omni-Easy一步法PAGE凝胶快速制备试剂盒EpizymePG222
硝酸纤维素膜Absinabs959
NNMT抗体Proteintech15123-1-AP
β-肌动蛋白抗体CST8H10D10
兔二抗SeraCare5220-0336
鼠二抗SeraCare5220-0341
iBright750成像系统Thermo Fisher Scientific--
NanoDrop ND-1000分光光度计----
Bioanalyzer 2100分析仪Agilent--
Arraystar人小RNA芯片(8×15K)Arraystar--
Agilent扫描仪G2505CAgilent--

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
临床样本分析
样本来源、样本量、配对情况、小RNA芯片平台和数据分析方法
阅读提示:Materials and methods: Clinical specimens, Samples preparation and small RNA array; Results: 第一段
细胞培养与转染
细胞系及其来源、培养基和血清、ASO序列和转染浓度(50 nM)、转染试剂
阅读提示:Materials and methods: Cell culture, Transfections of antisense oligonucleotides; Supplementary Table S4
CRISPR-Cas9敲除
sgRNA序列、Cas9和sgRNA的递送方式、筛选步骤
阅读提示:Materials and methods: CRISPR-Cas9 genome editing and SNORA13 knockout cell line screening; Supplementary Table S4
体外功能实验
CCK-8检测的细胞密度和检测时间点,集落形成实验的细胞密度和培养时间
阅读提示:Materials and methods: Cell proliferation assays and colony formation analysis; Figure 2 legend
体内异种移植瘤实验
动物品系和周龄、细胞数量、处理分组和剂量(5-FU 20 mg/kg,ASO 5 nmol)、给药频率和周期、每组动物数(n=5)
阅读提示:Materials and methods: Animal experiments; Figure 3 legend
翻译效率检测
嘌呤霉素浓度(10 μg/mL)和孵育时间、RNA-seq和Ribo-seq的数据处理流程
阅读提示:Materials and methods: Puromycin-incorporation assay, RNA-sequencing, Ribo-seq and 4D label-free qualitative proteomics; Supplementary Figures S5
分子验证
RT-qPCR引物、Western blot抗体浓度和品牌
阅读提示:Materials and methods: RNA extraction, reverse transcription, and quantitative real-time PCR, Western blot analyses; Supplementary Table S4