靶向miR-34a/LRPPRC/MDR1轴逆转P53失活结直肠癌的化疗耐药

Targeting the miR-34a/LRPPRC/MDR1 axis collapse the chemoresistance in P53 inactive colorectal cancer.

作者信息Yang Yang, Hongyu Yuan, Lianmei Zhao, Shichao Guo, Sijun Hu, Miaomiao Tian, Yongzhan Nie, Jiarui Yu, Chaoxi Zhou, Jian Niu, Guiying Wang, Yongmei Song
PMID35484333
发布时间2022-11
DOI10.1038/s41418-022-01007-x

实验完整度

包含体外细胞实验、体内异种移植瘤模型、临床样本分析及多组学数据,并通过功能验证和机制验证(如RIP、荧光素酶报告等)证实机制。

主要模型

SW480细胞系(P53突变) HCT116细胞系(P53野生型) SW480R细胞系(5FU耐药) BALB/c裸鼠皮下移植瘤模型

重点核对

细胞系:SW480(P53突变)、HCT116(P53野生型)、SW480R(5FU耐药) 5FU浓度:SW480 IC50测定浓度为0-40 μg/ml,HCT116为0-300 μg/ml GAA处理浓度:20 μM用于凋亡实验 5FU处理时间:36小时(用于western blot)或48小时(用于凋亡实验) siRNA转染:Si-LRPPRC-1序列为CCTCAAAGGAATGCAAGAATT

摘要

P53突变是结直肠癌(CRC)化疗耐药的重要原因。因此,研究和鉴定P53异常诱导的化疗耐药的下游靶点及潜在分子机制具有重要的临床意义。在本研究中,我们首次证明并报道了富含亮氨酸的五肽重复序列蛋白(LRPPRC)是P53突变诱导的化疗耐药的关键功能性下游因子和治疗靶点。由于其RNA结合功能,LRPPRC特异性结合多药耐药1(MDR1)的mRNA,增加MDR1 mRNA的稳定性和蛋白表达。在正常细胞中,化疗诱导的P53通过miR-34a抑制LRPPRC的表达,进而降低MDR1的表达。然而,当P53突变时,化疗诱导的P53/miR-34a/LRPPRC/MDR1信号通路激活丧失。此外,积累的LRPPRC和MDR1促进了耐药。最重要的是,我们团队最近报道了醋酸棉酚(GAA)是LRPPRC的第一个特异性抑制剂。在P53突变的CRC细胞中,GAA有效诱导LRPPRC蛋白降解并降低化疗耐药。体内和体外实验均表明,GAA与5-氟尿嘧啶(5FU)联合化疗可改善治疗效果。在本研究中,我们报道了与P53诱导的耐药相关的新机制和靶点,并为CRC的精准治疗提供了相应的干预策略。

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
P53突变如何导致结直肠癌对5-氟尿嘧啶(5FU)产生化疗耐药,以及能否通过靶向LRPPRC逆转该耐药?
核心机制
P53突变导致化疗诱导的P53/miR-34a/LRPPRC/MDR1信号通路激活丧失,使LRPPRC积累,增加MDR1 mRNA稳定性,促进MDR1蛋白表达,从而增强5FU耐药。
主要证据
通过蛋白质质谱分析、细胞增殖/凋亡实验、RIP、荧光素酶报告实验、临床样本分析及裸鼠移植瘤模型,证实LRPPRC是P53下游耐药因子,且GAA抑制LRPPRC可增强5FU敏感性。
研究意义
该研究为P53突变(尤其LRPPRC高表达)的结直肠癌患者提供了新的治疗策略,即联合使用LRPPRC抑制剂GAA和5FU可改善化疗效果。

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P53相关的5FU耐药蛋白

鉴定受P53调控的参与5FU耐药的候选蛋白,重点筛选LRPPRC。

建立5FU耐药SW480R细胞系,并利用蛋白质质谱分析比较SW480R(P53突变)和HCT116(P53野生型)细胞中蛋白表达,结合CRC相关基因数据库和耐药基因数据集筛选候选基因。

2

验证LRPPRC的功能及其与化疗敏感性的关系

评估LRPPRC对CRC细胞增殖、迁移、侵袭及5FU敏感性的影响。

通过siRNA和shRNA敲低LRPPRC,检测细胞增殖、迁移、侵袭变化,并测定IC50值。

3

临床样本中LRPPRC表达与预后相关性分析

评估CRC患者组织中LRPPRC表达水平与临床病理特征及生存预后的关系。

利用TCGA、CPTAC数据库和临床收集的CRC组织样本,通过qPCR、Western blot、IHC检测LRPPRC表达,并分析其与分期、转移及生存期相关性。

4

验证P53通过miR-34a调控LRPPRC的机制

阐明P53调控LRPPRC表达是否依赖miR-34a。

过表达或沉默P53,检测LRPPRC和miR-34a水平;利用荧光素酶报告基因验证miR-34a与LRPPRC 3'UTR结合。

5

验证LRPPRC调控MDR1表达及机制

证明LRPPRC通过结合MDR1 mRNA并稳定其表达,从而影响化疗敏感性。

敲低LRPPRC后检测MDR1 mRNA和蛋白水平;利用RIP验证LRPPRC与MDR1 mRNA结合;用放线菌素D处理检测mRNA稳定性。

6

体内外评估GAA联合5FU的治疗效果

检验LRPPRC抑制剂GAA联合5FU是否能增强抗肿瘤效果。

体外检测GAA和5FU联合对细胞增殖、凋亡的影响;体内使用BALB/c裸鼠皮下移植瘤模型评估肿瘤生长情况。

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----
DMEM培养基----
胎牛血清----
5-氟尿嘧啶----
醋酸棉酚Aladdin--
Nutlin-3aMedChemExpress--
野生型P53质粒State Key Laboratory of Molecular Oncology--
突变型P53质粒(R273H)YouBio--
抗LRPPRC抗体Santa Cruz Biotechnologysc-166178
抗P53抗体Santa Cruz Biotechnologysc-126
抗MDR1抗体Santa Cruz Biotechnologysc-13131
抗Bcl-2抗体Proteintech12789-1-AP
抗Bax抗体Cell Signaling Technology2772
抗cleaved PARP抗体Cell Signaling Technology9542
抗β-actin抗体Sigma-AldrichA5316
miR-34a模拟物GenePharma--
miR-34a抑制剂GenePharma--
LRPPRC siRNAInvitrogen--
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
psi-LvRU6rLP载体GeneCopoeia--
psPAX2质粒----
pMD2.G质粒Addgene--
聚凝胺----
嘌呤霉素----
pmirGLO-LRPPRC-3'UTR-WT质粒Generay--
pmirGLO-LRPPRC-3'UTR-MUT质粒Generay--
双荧光素酶报告基因检测系统Promega--
xCELLigence RTCA-MP系统Acea Biosciences/Roche--
E-Plate 96孔板Roche Applied Science--
凋亡检测试剂盒Neobioscience--
EZ-Magna RIP试剂盒Millipore--
抗LRPPRC抗体(用于RIP)Abcam--
Orbitrap Fusion Lumos质谱仪Thermo Fisher Scientific--
Easy nLC 1000液相色谱系统Thermo Fisher Scientific--
捕集柱(Acclaim PepMap 100, 74 μm x 2 cm)Thermo Fisher Scientific--
分析柱(E Acclaim PepMap RSLC 75 μm x 25 cm)Thermo Fisher Scientific--

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
细胞系来源和培养基:RKO和DLD-1使用RPMI-1640,其他细胞系使用DMEM;均添加10%胎牛血清,培养于37°C、5% CO2。
阅读提示:见Methods 'Cell culture'段落
5FU耐药细胞系构建
SW480细胞逐步递增5FU浓度至2 μg/ml,具体递增步骤和培养时间未详细说明。
阅读提示:见Methods 'Construction of the 5FU-resistant SW480 cell line'
药物处理
5FU处理浓度和时间:用于Western blot的36小时处理浓度未明确;用于凋亡实验的5FU浓度为20 μg/ml,GAA浓度为20 μM。
阅读提示:见Results及Figure legend 6D
转染
miR-34a mimic/inhibitor和siRNA浓度未明确说明;转染试剂为Lipofectamine 2000。
阅读提示:见Methods 'Transfection assays'
动物实验
小鼠品系、性别、年龄和体重:BALB/c裸鼠,雄性,6周龄,18-20克;分组方式和给药方案未详细说明。
阅读提示:见Methods 'Animal study'