下调的miR-23a通过促进自噬促进皮肤黑色素瘤的转移

Down-regulated miR-23a Contributes to the Metastasis of Cutaneous Melanoma by Promoting Autophagy.

作者信息Weinan Guo, Huina Wang, Yuqi Yang, Sen Guo, Weigang Zhang, Yu Liu, Xiuli Yi, Jingjing Ma, Tao Zhao, Lin Liu, Zhe Jian, Ling Liu, Gang Wang, Tianwen Gao, Qiong Shi, Chunying Li
PMID28740547
发布时间2017-06
DOI10.7150/thno.18835

实验完整度

包含临床样本(血清、组织)分析、体外细胞功能实验(侵袭、迁移)、机制验证(荧光素酶报告、Western blot)及体内异种移植模型,多层级证据验证。

主要模型

黑色素瘤细胞系A2058和A375 SCID-NOD小鼠异种移植模型 黑色素瘤患者血清样本(192例)和组织样本

重点核对

血清miR-23a水平在转移性黑色素瘤患者中降低,与不良预后相关(P<0.05) miR-23a过表达抑制A2058和A375细胞侵袭和迁移 miR-23a直接靶向ATG12 3'UTR,抑制自噬 miR-23a过表达通过AMPK-RhoA通路发挥作用 miR-23a过表达在体内减少肺和肝转移,延长生存期

摘要

黑色素瘤是最具侵袭性的肿瘤之一,转移的发生导致患者生存率急剧下降。因此,识别转移相关的生物标志物和治疗靶点将极大地改善黑色素瘤的诊断和治疗。最近,microRNAs(miRNAs)已被证明在调节癌症侵袭和转移中发挥作用,并被认为是各种肿瘤血清中潜在的非侵入性生物标志物。在此,我们报道了miR-23a作为一种新的转移相关miRNA,在调节黑色素瘤侵袭和转移能力中发挥显著作用,并在预测黑色素瘤转移和预后方面具有重要价值。我们发现,转移性黑色素瘤患者血清中miR-23a水平显著下调,并与不良临床结果高度相关。此外,miR-23a水平在转移性黑色素瘤组织和细胞系中也显著降低。进一步,过表达miR-23a通过直接靶向ATG12消除自噬,从而抑制黑色素瘤细胞的侵袭和迁移能力。特别是,miR-23a-ATG12轴通过自噬介导的AMPK-RhoA通路减弱黑色素瘤的侵袭和迁移。最后,miR-23a的过表达在体内阻止了黑色素瘤的转移。总之,我们的研究结果表明,转移相关的miR-23a不仅是黑色素瘤的潜在生物标志物,也是一个有价值的治疗靶点。

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
miR-23a在黑色素瘤转移中的作用及其机制,以及其作为生物标志物和治疗靶点的潜力。
核心机制
miR-23a通过直接靶向ATG12抑制自噬,进而激活AMPK-RhoA通路,从而抑制黑色素瘤细胞的侵袭和迁移。
主要证据
血清和组织中miR-23a下调与转移和不良预后相关;过表达miR-23a抑制体外侵袭迁移和体内转移;荧光素酶报告实验证实miR-23a靶向ATG12;Western blot显示自噬和AMPK通路变化。
研究意义
miR-23a是黑色素瘤转移的潜在生物标志物和治疗靶点,但需更大队列验证。

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

临床样本分析

评估miR-23a在黑色素瘤患者血清和组织中的表达及其与临床特征和预后的关联。

收集192例黑色素瘤患者和51例对照的血清,以及66例黑色素瘤和22例痣组织,通过qRT-PCR检测miR-23a水平,并统计分析。

2

体外细胞功能实验

验证miR-23a对黑色素瘤细胞侵袭和迁移的影响。

在A2058和A375细胞中过表达miR-23a,进行transwell侵袭和迁移实验以及伤口愈合实验。

3

机制验证

确定miR-23a调控自噬的靶点。

通过荧光显微镜检测LC3聚集,Western blot检测自噬相关蛋白,生物信息学预测靶点,荧光素酶报告实验验证miR-23a与ATG12 3'UTR结合。

4

通路研究

阐明miR-23a-ATG12轴抑制侵袭迁移的下游通路。

检测ATP水平、AMPK磷酸化,使用AMPK抑制剂Compound C和RhoA敲低实验验证通路。

5

体内验证

评估miR-23a过表达对黑色素瘤转移的影响。

将A2058细胞异种移植到SCID-NOD小鼠,观察肿瘤生长、生存率和肺肝转移。

6

上游调控研究

探索miR-23a下调的机制。

通过ChIP实验验证RUNX2结合MIR23A启动子,siRNA敲低RUNX2观察miR-23a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
miRNeasy血清/血浆试剂盒Qiagen--
miRNeasy微量试剂盒Qiagen--
miRNA cDNA第一链合成试剂盒Qiagen--
miRNA SYBR qRT-PCR试剂盒Qiagen--
Bio-Rad多色实时PCR检测系统 (iQTM5)Bio-Rad--
Trizol试剂Invitrogen--
SYBR混合液TaKaRa--
抗ATG12抗体Santa Cruz Biotechnologysc-271688
抗p53抗体Abcamab131442
抗LC3抗体Cell Signaling Technology3868
抗SQSTM1/p62抗体Abcamab91526
抗ATG5抗体Cell Signaling Technology12994
抗AMPKα抗体Cell Signaling Technology2532
抗磷酸化AMPKα (Thr172)抗体Cell Signaling Technology2531
抗磷酸化乙酰辅酶A羧化酶 (Ser79)抗体Cell Signaling Technology3661
抗RhoA抗体Cell Signaling Technology2117
抗磷酸化RhoA (Ser188)抗体Abcamab125275
抗磷酸化MYPT1 (Thr696)抗体Cell Signaling Technology5163
抗RUNX2抗体Cell Signaling Technology12556
抗肌动蛋白抗体CWBIOCW0096
3-甲基腺嘌呤Sigma--
Compound CAbcam--
psi-CHECK-2载体Promega--
Lipofectamine 3000Invitrogen--
双荧光素酶报告系统Promega--
抗MelanA抗体Abcamab51061
Alexa Fluor 488抗兔IgGCell Signaling Technology4412
DAPIDako--
共聚焦激光扫描显微镜 (FV-1000)Olympus--
pCMV-myc-Atg12载体Addgene24923
hsa-miR-23a慢病毒载体GenePharma--
Lipofectamine siRNAmax试剂盒Invitrogen--
ATP生物发光检测试剂盒BeyotimeS0026
酶标仪 (Model 680)Bio-Rad--
ChIP检测试剂盒Millipore--
24孔transwell培养小室Corning--
基质胶BD Biosciences--
倒置系统显微镜 (Ti-S)Nikon--
细胞计数试剂盒-8 (CCK-8)Dojindo--
Annexin V-FITC和碘化丙啶 (PI) 溶液NeoBioscience--
流式细胞术Beckman Coulter--
Pierce免疫共沉淀试剂盒Thermo Scientific--
抗ATG12多克隆抗体Proteintech11122-1-AP
抗RUNX2多克隆抗体Abcamab135674
抗Ki67多克隆抗体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
临床样本分析
血清和组织的处理、miRNA提取和qRT-PCR条件、分组标准(如肿瘤厚度、溃疡状态)
阅读提示:见Materials and Methods 'Clinical specimens' 和 'MicroRNA isolation and qRT-PCR'
细胞培养
细胞系来源、培养条件(培养基、血清浓度)、传代次数不超过6个月
阅读提示:见Materials and Methods 'Cell culture'
体外功能实验
细胞转染效率、miR-23a过表达验证、transwell和伤口愈合实验的时间点、血清饥饿条件
阅读提示:见Materials and Methods 'Invasion and migration assays' 和 'Wound-healing assay'
机制研究
ATG12靶点验证:荧光素酶报告实验中的质粒、miR-23a mimics浓度、转染时间
阅读提示:见Materials and Methods 'Luciferase reporter assay'
体内实验
异种移植模型的细胞数量、注射部位、小鼠品系、观察时长、转移灶计数方法
阅读提示:见Materials and Methods 'In vivo study'