Hsa-miR-214-3p通过下调B7H3抑制乳腺癌细胞生长并改善肿瘤免疫微环境

Hsa-miR-214-3p inhibits breast cancer cell growth and improves the tumor immune microenvironment by downregulating B7H3.

作者信息Yan Lu, Kang Wang, Yuanhong Peng, Meng Chen, Lin Zhong, Luji Huang, F U Cheng, Xindan Sheng, Xin Yang, Manzhao Ouyang, George A Calin, Zhiwei He
PMID39735676
期刊Oncol Res
发布时间2024-12
DOI10.32604/or.2024.057472

实验完整度

包含TCGA/GEO数据库分析、双荧光素酶报告、细胞功能实验(CCK-8、克隆形成、EdU、凋亡)、流式与ELISA共培养实验等多个独立证据层级,并包含机制验证。

主要模型

乳腺癌细胞系MCF-7、BT-474、SUM-149、MDA-231 人外周血单个核细胞(PBMCs)与BT-474共培养体系 乳腺癌患者组织样本(20例癌组织及癌旁组织) TCGA-BRCA和GEO(GSE16201)数据队列

重点核对

B7H3和hsa-miR-214-3p在乳腺癌细胞系(MCF-7、BT-474、SUM-149)中的基础表达水平 双荧光素酶报告基因实验中hsa-miR-214-3p mimics或NC mimics与B7H3野生型/突变型报告质粒共转染293T细胞,作用48小时 CCK-8实验中MCF-7或BT-474细胞以每孔3000-5000细胞接种,处理24-96小时 共培养实验中PBMCs与BT-474细胞比例为5:1,加入CD28激活抗体(5 μg/mL),共培养48小时 统计检验采用配对或独立双样本t检验,p < 0.05认为显著

摘要

背景:免疫检查点抑制剂在实体瘤治疗中发挥重要作用,但目前靶向程序性死亡受体1(PD-1)、程序性死亡配体1(PD-L1)和细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4(CTLA-4)的免疫检查点抑制剂在多种乳腺癌中临床疗效有限。B7H3已被广泛报道为一种免疫抑制分子,但其在乳腺癌患者中的免疫功能仍不清楚。方法:我们利用癌症基因组图谱计划(TCGA)和基因表达综合数据库(GEO)的数据分析了B7H3在乳腺癌样本中的表达。使用TarBase、miRTarBase和miRBase数据库筛选微小RNA。通过双荧光素酶报告基因实验研究了微小RNA hsa-miR-214-3p对B7H3的调控作用,并确定了相互作用的具体作用位点。使用Western blotting和定量PCR(qPCR)定量了人乳腺癌组织和癌旁正常组织中B7H3和hsa-miR-214-3p的表达水平。进行体外实验观察调控B7H3或hsa-miR-214-3p表达对乳腺癌细胞增殖和凋亡的影响。此外,还检测了hsa-miR-214-3p对B7H3的调控作用。采用酶联免疫吸附试验(ELISA)和流式细胞术评估共培养的乳腺癌细胞和正常人外周血单个核细胞(PBMCs)对免疫细胞及相关细胞因子的影响。结果:在乳腺癌组织中,B7H3的表达水平与hsa-miR-214-3p的表达水平呈负相关,也与对乳腺癌细胞行为的调控作用相关。发现hsa-miR-214-3p通过下调B7H3抑制乳腺癌细胞生长。重要的是,我们的研究首次发现hsa-miR-214-3p在B7H3的3'UTR上有两个结合位点,两者独立发挥相似的作用。共培养实验揭示hsa-miR-214-3p阻碍B7H3对CD8+ T细胞和自然杀伤细胞的抑制功能。结论:本研究证实了B7H3的3'UTR上存在两个hsa-miR-214-3p结合位点,强化了hsa-miR-214-3p作为B7H3调控因子的作用。在乳腺癌中,hsa-miR-214-3p通过下调B7H3减少肿瘤细胞增殖并增强肿瘤免疫微环境。这些发现为乳腺癌的临床治疗提供了新的潜在靶点。

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
B7H3在乳腺癌中的免疫抑制功能及其上游调控机制尚不清楚,本研究旨在鉴定调控B7H3的miRNA,并探索其对乳腺癌细胞生长和免疫微环境的影响。
核心机制
hsa-miR-214-3p通过结合B7H3 mRNA的3'UTR上两个独立的七碱基位点,下调B7H3表达,从而抑制乳腺癌细胞增殖,并通过解除B7H3对CD8+ T细胞和NK细胞的抑制,增强免疫细胞活性及IL-2、IL-4和IFN-γ的分泌,改善肿瘤免疫微环境。
主要证据
TCGA和GEO数据分析显示B7H3与hsa-miR-214-3p表达负相关;双荧光素酶报告实验验证了两个结合位点;体外功能实验(CCK-8、克隆形成、EdU、凋亡、细胞周期)显示hsa-miR-214-3p抑制增殖;共培养实验结合流式细胞术和ELISA显示hsa-miR-214-3p恢复CD8+ T细胞和NK细胞比例及细胞因子水平。
研究意义
本研究为乳腺癌免疫治疗提供了新靶点,支持靶向B7H3或hsa-miR-214-3p的潜在治疗策略。

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

生物信息学分析

评估B7H3在乳腺癌中的表达及其临床意义,预测调控B7H3的miRNA。

利用TCGA-BRCA数据比较B7H3在肿瘤与正常组织中的表达,进行Cox回归、Logistic回归和ROC分析;通过GEO数据验证生存关联;利用TarBase、miRTarBase、miRBase数据库预测miRNA,构建miRNA-B7H3网络。

2

临床样本验证表达

验证B7H3和hsa-miR-214-3p在乳腺癌组织与癌旁组织中的表达差异及相关性。

收集20例乳腺癌患者的癌组织和癌旁组织,提取RNA和总蛋白,使用RT-qPCR检测B7H3和hsa-miR-214-3p表达,利用Western blot检测B7H3蛋白水平,并进行相关性分析。

3

双荧光素酶报告基因实验

验证hsa-miR-214-3p是否直接靶向B7H3的3'UTR,并鉴定结合位点。

将B7H3 mRNA的野生型和突变型序列克隆到报告质粒中,与hsa-miR-214-3p mimics或NC mimics共转染293T细胞,48小时后检测荧光素酶活性。

4

细胞定位实验

观察B7H3和hsa-miR-214-3p在乳腺癌细胞中的亚细胞分布。

使用FISH和免疫荧光实验检测BT-474细胞中B7H3蛋白和hsa-miR-214-3p的定位。

5

细胞增殖功能实验

评估B7H3和hsa-miR-214-3p对乳腺癌细胞增殖能力的影响。

在MCF-7或BT-474细胞中转染hsa-miR-214-3p mimics、NC mimics、B7H3过表达质粒或siRNA等,通过CCK-8、平板克隆形成和EdU实验检测细胞增殖。

6

细胞凋亡和细胞周期检测

检测hsa-miR-214-3p和B7H3对细胞凋亡及细胞周期分布的影响。

使用流式细胞术检测转染后MCF-7或BT-474细胞的凋亡率和细胞周期分布。

7

免疫共培养实验

评估hsa-miR-214-3p调控B7H3对免疫细胞功能及细胞因子的影响。

将经不同处理的BT-474细胞与人PBMCs共培养,利用流式细胞术检测CD3+CD4+、CD3+CD8+、CD3-CD56+、CD11b+细胞比例,利用ELISA检测IL-2、IL-4、IFN-γ水平,并用EdU实验检测BT-474增殖。

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
杜氏改良Eagle培养基GibcoC11995500BT
胎牛血清GibcoA5670701
青霉素-链霉素Gibco15140122
双荧光素酶报告基因检测系统Gibco16185
总RNA提取试剂盒VazymeR401-01
逆转录试剂盒VazymeR222-01
miRNA逆转录试剂盒VazymeMR101-02
ChamQ Universal SYBR qPCR预混试剂盒VazymeQ711-03
CFX96实时荧光定量PCR仪Bio-Rad--
RNA荧光原位杂交试剂盒BeyotimeR0306S
牛血清白蛋白Sigma-AldrichV900933-100G
抗CD276抗体Proteintech14453-1-AP
Cy3偶联的羊抗兔IgG(H+L)ProteintechSA00009-2
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
蛋白酶抑制剂BeyotimeP1005
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0012
抗B7H3抗体Proteintech30052-1-AP
抗β-actin抗体Proteintech66009-1-Ig
兔二抗ProteintechSA00001-2-100UL
小鼠二抗ProteintechSA00001-1-100UL
ChemiDoc MP成像系统Bio-Rad--
CCK-8试剂GlpBioGK10001-1
VICTOR Nivo™多功能酶标仪Perkin-Elmer--
Giemsa染色液LEAGENEDM0012
DMi1倒置显微镜Leica--
EdU检测试剂盒BeyotimeC0071L
Hoechst 33342Gibco62249
细胞周期检测试剂盒KeyGen BiotechKGA9101-100
FACSCanto流式细胞仪BD Biosciences--
RPMI 1640培养基GibcoC11875500BT
人CD28激活小鼠单克隆抗体Cell Signaling Technology91920S
IL-2、IL-4和IFN-γ ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-H0099c, E-EL-H0101c, E-EL-H0108c

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
生物信息学分析
TCGA-BRCA数据下载日期和处理方式(HTSeq-FPKM转换为TPM);GEO数据集GSE16201的选择标准(样本量≥10);差异表达和富集分析的软件版本。
阅读提示:Materials and Methods, Bioinformatic analysis; Results, Bioinformatic analysis
临床样本
患者数量(20例)、组织类型(癌与癌旁)、储存条件(液氮快速冷冻40分钟)及伦理批准号。
阅读提示:Materials and Methods, Breast cancer tissues, cell lines, and cell culture
细胞培养
细胞系来源(中科院细胞库)、培养基(高糖DMEM+10%FBS+双抗)、培养条件(37°C、5% CO2、95%湿度)。
阅读提示:Materials and Methods, Breast cancer tissues, cell lines, and cell culture
双荧光素酶报告实验
野生型和突变型载体序列、转染细胞系(293T)、转染试剂(hsa-miR-214-3p mimics或NC mimics)、检测时间(48小时)。
阅读提示:Materials and Methods, Dual luciferase reporter gene assay; Results, Figure 4
RT-qPCR
引物序列、内参基因(β-actin、U6)、试剂盒及循环条件。
阅读提示:Materials and Methods, Real-time PCR
Western blot
一抗(B7H3、β-actin)稀释比例、二抗稀释比例、蛋白上样量及曝光系统。
阅读提示:Materials and Methods, Western blot analysis
细胞增殖实验
CCK-8:细胞数、培养时间、检测波长;克隆形成:细胞数、培养时间、染色方法;EdU:细胞数、转染时间、EdU标记时间。
阅读提示:Materials and Methods, Cell Counting Kit-8 (CCK-8) proliferation assay; Plate clone proliferation assay; EdU cell proliferation assay
细胞周期和凋亡实验
细胞接种密度、转染分组(WT、NC、mimics、OE-B7H3等)、处理时间、染色试剂及流式细胞仪。
阅读提示:Materials and Methods, Cell-cycle assay; Results, Figure 9
免疫共培养实验
PBMCs供者数量(10位健康志愿者)、共培养比例(5:1)、CD28抗体浓度(5 μg/mL)、共培养时间(48小时)及流式抗体组合。
阅读提示:Materials and Methods, Flow cytometry assay; ELISA