LINC00623/NAT10信号轴通过重塑mRNA的ac4C修饰促进胰腺癌进展

The LINC00623/NAT10 signaling axis promotes pancreatic cancer progression by remodeling ac4C modification of mRNA

作者信息Zengyu Feng, Kexian Li, Kai Qin, Juyong Liang, Minmin Shi, Yang Ma, Shiwei Zhao, Huaiyu Liang, Dongni Han, Baiyong Shen, Chenghong Peng, Hao Chen, Lingxi Jiang
PMID35978332
发布时间2022-08-17
DOI10.1186/s13045-022-01338-9

实验完整度

包含临床样本分析、体外细胞功能实验、体内小鼠模型和类器官模型等多层级验证,并进行了机制研究。

主要模型

PDAC细胞系(BxPC-3、PANC-1) 患者来源的类器官(PDO)模型 皮下异种移植和转移小鼠模型 患者来源的异种移植(PDX)模型

重点核对

PDAC细胞系BxPC-3和PANC-1用于体外功能实验 皮下注射5×10^6细胞建立异种移植瘤模型 通过尾静脉或脾内注射5×10^5细胞建立转移模型 ASO-LINC00623以10 nmol/次瘤内注射,每3天一次,治疗36天 使用SPSS 19.0和GraphPad Prism 6.0进行统计分析

摘要

背景:尽管近几十年来其他癌症患者的生存率显著提高,但胰腺导管腺癌(PDAC)仍然是最致命的疾病之一。目前尚无有效的筛查方法。方法:分析了从PDAC患者和健康个体血清中分离的差异外泌体长链非编码RNA(lncRNA),以筛选液体活检中的潜在标志物。通过体内和体外实验证实了LINC00623在PDAC细胞增殖、迁移和侵袭中的功能。通过RNA pulldown、RNA免疫沉淀(RIP)和共免疫沉淀(Co-IP)实验以及拯救实验,探讨了LINC00623/NAT10信号轴在PDAC进展中的分子机制。结果:鉴定了一种新的lncRNA,LINC00623,并证实了其诊断价值,因为它可以区分PDAC患者与良性胰腺肿瘤患者和健康个体。此外,LINC00623在体外和体内均能促进PDAC细胞的致瘤性和迁移能力。机制上,LINC00623与N-乙酰转移酶10(NAT10)结合,并通过招募去泛素化酶USP39阻断其泛素化依赖性降解。作为mRNA N4-乙酰胞苷(ac4C)修饰的关键调控因子,NAT10通过ac4C修饰维持致癌mRNA的稳定性并促进其翻译效率。结论:我们的数据揭示了LINC00623/NAT10信号轴在PDAC进展中的作用,表明它是PDAC的潜在生物标志物和治疗靶点。补充信息:在线版本包含补充材料,可在10.1186/s13045-022-01338-9获取。

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
LINC00623在PDAC进展中的作用及其分子机制,以及其作为生物标志物和治疗靶点的潜力。
核心机制
LINC00623作为支架蛋白,促进NAT10与去泛素化酶USP39的相互作用,从而阻断NAT10的泛素化依赖性降解,增强NAT10蛋白稳定性,进而重塑mRNA的ac4C修饰,提高致癌基因mRNA的稳定性和翻译效率。
主要证据
体外功能实验(CCK-8、克隆形成、Transwell和伤口愈合)显示LINC00623促进PDAC细胞增殖、迁移和侵袭;体内模型(皮下和转移模型)验证了促肿瘤作用;RNA pulldown、RIP和Co-IP实验证实LINC00623与NAT10和USP39的相互作用;RIP-seq、acRIP-seq、RNA-seq和Ribo-seq整合分析确定了NAT10的靶基因。
研究意义
LINC00623可作为PDAC早期诊断的潜在生物标志物,且LINC00623/NAT10信号轴为PDAC治疗提供了潜在靶点。

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

鉴定差异表达的外泌体lncRNA

筛选PDAC患者与健康个体血清外泌体中差异表达的lncRNA,以发现潜在的诊断生物标志物。

从5例PDAC患者和5例健康个体的血清中分离外泌体,提取RNA并进行lncRNA测序,筛选出在PDAC中显著上调的lncRNA,并通过RT-qPCR和FISH在更大样本中验证。

2

体外功能验证

验证LINC00623对PDAC细胞增殖、迁移、侵袭和上皮间质转化(EMT)的影响。

在BxPC-3和PANC-1细胞中敲低或过表达LINC00623,进行CCK-8、克隆形成、Transwell迁移和侵袭、伤口愈合实验,并通过Western blot检测EMT标志物。

3

体内功能验证

验证LINC00623在体内促进肿瘤生长和转移的能力。

将敲低或对照的PDAC细胞皮下注射到裸鼠建立异种移植模型,或通过尾静脉和脾内注射建立转移模型,观察肿瘤生长和转移。

4

机制探究

揭示LINC00623与NAT10及USP39的相互作用及其对NAT10蛋白稳定性的影响。

通过RNA pulldown、RIP和Co-IP实验验证LINC00623与NAT10及USP39的结合,并检测LINC00623对NAT10蛋白水平、泛素化水平及半衰期的影响。

5

下游靶基因分析

识别NAT10介导的ac4C修饰的靶基因,并验证其对mRNA稳定性和翻译效率的影响。

在NAT10敲低细胞中进行RIP-seq、acRIP-seq、RNA-seq和Ribo-seq,整合分析筛选受NAT10调控的靶基因,并通过RT-qPCR和Western blot验证。

6

治疗潜力评估

评估靶向LINC00623的抑制剂在PDX模型中的治疗效果。

建立PDX模型,瘤内注射ASO-LINC00623或对照ASO,监测肿瘤体积和重量,并通过组织病理学分析评估治疗效果。

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Gibco--
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素-链霉素NCM--
TRIzol试剂Invitrogen--
SYBR Green PCR试剂盒Toyobo--
ReverTra Ace qPCR反转录试剂盒Toyobo--
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
PVDF膜Millipore--
ECL检测系统Tanon 5200--
DAPIBeyotime--
抗NAT10抗体Santa Cruz Biotechnologysc-271770
抗USP39抗体Abcamab131244
抗PCNA抗体Abcamab15497
抗NAT10抗体Abcamab194297
抗Vimentin抗体Abcamab92547
抗E-cadherin抗体Proteintech20874-1-AP
抗N-cadherin抗体Abcamab76011
抗LAMB3抗体Proteintech26795-1-AP
抗PHGDH抗体Proteintech14719-1-AP
抗KCNN4抗体Proteintech23271-1-AP
CCK-8试剂盒Beyotime--
结晶紫Beyotime--
基质胶Corning--
胶原酶IVSTEMCELL7426
IntestiCult类器官生长培养基STEMCELL06010
exoRNeasy Midi试剂盒QIAGEN77144
exoEasy Maxi试剂盒QIAGEN76064
ZetaView PMX 110纳米颗粒分析仪Particle Metrix--
EZ-Magna RIP试剂盒Millipore--
磁力RNA pull-down试剂盒Pierce20164
蛋白A+G琼脂糖珠Thermo Scientific78610

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
体外功能实验
细胞系(BxPC-3和PANC-1)、转染方式(shRNA敲低或dCAS9-SAM过表达)、实验方法(CCK-8、克隆形成、Transwell、伤口愈合)
阅读提示:方法中的“体外功能实验”部分
体内实验
小鼠品系(BALB/c裸鼠)、周龄(4-6周)、细胞注射数量(皮下5×10^6,尾静脉/脾内5×10^5)、观察时间(皮下4周,转移12周)
阅读提示:方法中的“体内功能实验”部分
类器官培养
组织来源(患者肿瘤)、胶原酶IV浓度(1.5 mg/mL)、基质胶(Matrigel)使用、生长培养基(IntestiCult)及添加剂(Y-27632、Primocin)
阅读提示:方法中的“3D类器官模型”部分
外泌体分离和验证
血清或培养基体积、试剂盒(exoRNeasy Midi Kit, exoEasy Maxi Kit)、外泌体特征(TEM、NTA、Western blot)
阅读提示:方法中的“外泌体分离”和“外泌体验证”部分
机制研究
RNA pulldown、RIP、Co-IP实验条件、CHX和MG132处理浓度和时间
阅读提示:方法中的“RNA pulldown”、“RIP”和“IP”部分,以及结果图4图例
测序分析
样本处理(如NAT10敲低)、文库构建试剂盒、测序平台和分析软件版本
阅读提示:方法中的“RIP-seq”、“RNA-seq”、“acRIP-seq”和“Ribo-seq”部分
PDX模型和治疗
PDX建立方法、ASO-LINC00623剂量(10 nmol/次)、给药频率(每3天)、治疗时长(36天)
阅读提示:方法中的“体内功能实验”部分和结果图6图例