M6A-ALKBH5依赖的RBMS3-AS3下调通过HNRNPDL/ZEB1/GPX4轴抑制铁死亡以促进肺腺癌进展

M6A-ALKBH5-dependent RBMS3-AS3 down-regulation suppresses ferroptosis to promote lung adenocarcinoma progression through HNRNPDL/ZEB1/GPX4 axis.

作者信息Wenke Ge, Qi Wang, Hongshun Wang, Weiran Zhang, Liang Chen, Zhihua Li, Weibing Wu
PMID41249383
发布时间2025-11-17
DOI10.1038/s41698-025-01141-y

实验完整度

包含MeRIP-seq/RNA-seq筛选、体外细胞功能与铁死亡检测、体内异种移植瘤模型、机制验证(RIP、ChIP、双荧光素酶等)等至少两个独立证据层级。

主要模型

A549细胞 PC9细胞 16HBE细胞 BALB/c裸鼠异种移植瘤模型

重点核对

LUAD细胞系A549和PC9中RBMS3-AS3的敲低和过表达效率 RSL3和Fer-1的浓度及处理时间(1.0 μM,24小时) ALKBH5调控RBMS3-AS3的m6A修饰水平 ZEB1与GPX4启动子E-box的结合位点 HNRNPDL与RBMS3-AS3及ZEB1 mRNA的结合区域

摘要

N6-甲基腺苷(m6A)甲基化修饰可通过调控基因表达影响肺腺癌(LUAD)的进展。铁死亡是一种新型的调控性细胞死亡,参与多种恶性肿瘤的进展。本研究旨在阐明m6A修饰的铁死亡相关长链非编码RNA(lncRNA)在LUAD中的作用。通过整合本队列样本和公共数据库的MeRIP-seq和RNA-seq数据,我们鉴定出lncRNA RBMS3-AS3在LUAD中异常下调。RBMS3-AS3的低表达预示LUAD患者预后不良。RBMS3-AS3被m6A“橡皮擦”ALKBH5以m6A依赖方式下调。RBMS3-AS3表达的降低通过抑制铁死亡在体外和体内促进LUAD进展。机制上,RBMS3-AS3直接结合HNRNPDL,将其从细胞核招募到细胞质中以稳定ZEB1 mRNA。ZEB1与GPX4启动子中的E-box基序相互作用,抑制GPX4转录,从而促进铁死亡。总之,被ALKBH5表观遗传下调的RBMS3-AS3通过HNRNPDL/ZEB1/GPX4轴抑制铁死亡,从而促进LUAD进展,并可能成为LUAD的新型治疗靶点。

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
m6A修饰的铁死亡相关lncRNA在肺腺癌进展中的作用及分子机制是什么?
核心机制
ALKBH5以m6A依赖方式下调RBMS3-AS3,减少RBMS3-AS3与HNRNPDL的结合,导致HNRNPDL核转位减少,进而降低ZEB1 mRNA稳定性,ZEB1表达下调,解除对GPX4转录的抑制,GPX4表达升高,从而抑制铁死亡并促进LUAD进展。
主要证据
通过MeRIP-seq和RNA-seq筛选,RT-qPCR和WB验证表达;体外功能实验(CCK-8、EdU、集落形成、transwell)和体内异种移植瘤实验显示RBMS3-AS3下调促进肿瘤生长并抑制铁死亡;RIP、RNA pull-down、ChIP、双荧光素酶报告基因等实验验证了RBMS3-AS3与HNRNPDL、HNRNPDL与ZEB1 mRNA、ZEB1与GPX4启动子的相互作用。
研究意义
RBMS3-AS3可能作为LUAD的新型治疗靶点,本研究为靶向铁死亡通路的治疗策略提供了理论依据。

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

筛选m6A修饰的铁死亡相关lncRNA

利用MeRIP-seq和RNA-seq数据集成分析,鉴定LUAD中异常表达的m6A修饰lncRNA,并筛选与铁死亡相关的候选lncRNA。

对8对LUAD组织进行MeRIP-seq和RNA-seq,结合TCGA、GEO等公共数据库进行差异表达分析和Pearson相关性分析,筛选出RBMS3-AS3。

2

验证RBMS3-AS3表达及预后关联

验证RBMS3-AS3在LUAD中的表达水平及其与患者预后的关系。

通过RT-qPCR检测32对LUAD临床样本中RBMS3-AS3的表达,并利用Kaplan-Meier分析评估其与总生存期的关系。

3

研究m6A修饰对RBMS3-AS3的调控

探讨ALKBH5是否通过m6A修饰调控RBMS3-AS3的表达。

通过RIP、MeRIP-qPCR、放线菌素D处理等实验,检测ALKBH5与RBMS3-AS3的相互作用及m6A水平变化。

4

评估RBMS3-AS3对细胞增殖、迁移和铁死亡的影响

检测RBMS3-AS3对LUAD细胞增殖、迁移及铁死亡相关指标的影响。

使用CCK-8、EdU、集落形成、transwell实验评估细胞功能,并用RSL3或Fer-1处理检测铁死亡指标。

5

验证体内RBMS3-AS3对肿瘤生长和铁死亡的影响

通过异种移植瘤模型验证RBMS3-AS3在体内对肿瘤生长和铁死亡的作用。

将敲低或过表达RBMS3-AS3的A549细胞皮下接种裸鼠,测量肿瘤体积和重量,并通过免疫组化检测Ki67和GPX4表达。

6

研究ZEB1在RBMS3-AS3调控肿瘤进展和铁死亡中的作用

探究ZEB1是否是RBMS3-AS3调控肿瘤进展和铁死亡的关键下游分子。

通过敲低或过表达ZEB1,观察对细胞功能、铁死亡指标及异种移植瘤生长的影响,并在RBMS3-AS3敲低细胞中回补ZEB1。

7

验证ZEB1对GPX4转录的调控

验证ZEB1是否通过结合GPX4启动子抑制其转录。

通过ChIP、RT-qPCR、WB和双荧光素酶报告基因实验检测ZEB1与GPX4启动子的结合及对GPX4表达的影响。

8

鉴定RBMS3-AS3相互作用蛋白

寻找介导RBMS3-AS3调控ZEB1 mRNA稳定性的RNA结合蛋白。

通过RNA pull-down、质谱分析、RIP、FISH等实验鉴定HNRNPDL为RBMS3-AS3的结合蛋白,并验证其相互作用。

9

研究HNRNPDL对ZEB1 mRNA稳定性的影响

验证HNRNPDL是否通过结合ZEB1 mRNA 3'-UTR调控其稳定性。

通过mRNA稳定性实验、双荧光素酶报告基因实验和功能回补实验,验证HNRNPDL对ZEB1 mRNA的稳定化作用。

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
TRIzol试剂Invitrogen--
Epicentre Ribo-Zero Gold试剂盒Illumina--
镁离子RNA片段化模块NEBe6150
m6A特异性抗体Synaptic Systems202003
SuperScript™ II逆转录酶Invitrogen1896649
大肠杆菌DNA聚合酶INEBm0209
核糖核酸酶HNEBm0297
dUTP溶液Thermo FisherR0133
AMPureXP磁珠----
UDG酶NEBm0280
Illumina NovaSeq™ 6000测序仪Illumina--
DMEM培养基Gibco--
RPMI-1640培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素和链霉素Beyotime--
N-GRADE支原体PCR试剂盒Euroclone S.p.A.--
STR分型Eurofins--
Magna MeRIP m6A试剂盒Millipore--
抗m6A抗体Abcamab284130
正常兔IgGProteintech30000-0-AP
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
HiTransG A感染增强液GeneChem--
HiTransG P感染增强液GeneChem--
SYBR Green MixVazyme--
CCK-8细胞计数试剂盒VazymeA311-01
结晶紫溶液Beyotime--
YF®555 Click-iT EdU成像试剂盒ProteinbioPC5516
Transwell上室Corning--
RSL3MedChemExpressHY-100218A
Ferrostatin-1MedChemExpressHY-100579
MDA检测试剂盒DOJINDOM496
FerroOrange探针DOJINDOF374
亚铁离子比色检测试剂盒ElabscienceE-BC-K773-M
C11-BODIPY581/591探针Thermo ScientificD3861
BALB/c裸鼠Gempharmatech--
ZEB1抗体Proteintech21544-1-AP
Ki67抗体CST12202S
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
蛋白酶抑制剂混合物MCE--
PVDF膜Millipore--
ECL底物ABclonalRM00021
双荧光素酶报告基因检测试剂盒Vazyme--
PARIS™试剂盒Thermo ScientificAM1921
RNA-蛋白pull-down试剂盒GeneseedP0202
快速银染试剂盒BeyotimeP0017S
Magna RIP RBP免疫沉淀试剂盒Millipore--
酶法ChIP检测试剂盒BeyotimeP2083S
Ribo荧光原位杂交试剂盒RiboBioC10910
Stellaris STED激光扫描共聚焦显微镜Leica--

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
LUAD细胞系和16HBE的培养条件(培养基、血清浓度、抗生素)
阅读提示:Methods: Cell lines and reagents
药物处理
RSL3和Fer-1的浓度(1.0 μM)和处理时间(24小时)
阅读提示:Methods: Assessment of ferroptosis
基因操作
siRNA和过表达质粒的序列及转染效率
阅读提示:Methods: Plasmids and siRNAs transfection; Table S11
体内实验
小鼠品系、周龄、性别、细胞接种量、肿瘤测量时间
阅读提示:Methods: Xenograft mouse models
机制验证
RBMS3-AS3的片段(113-339 nt)、HNRNPDL的RRM1和RRM2结构域、ZEB1结合GPX4启动子E-box基序
阅读提示:Methods: RNA pull-down assay, ChIP assay; Results sections