o8G修饰的circPLCE1通过分子伴侣介导的自噬抑制肺癌进展

o8G-modified circPLCE1 inhibits lung cancer progression via chaperone-mediated autophagy

作者信息Qingyun Zhao, Dunyu Cai, Haotian Xu, Yihong Gao, Ruirui Zhang, Xiaodong Zhou, Xingcai Chen, Sixian Chen, Jiaxi Wu, Wenyi Peng, Shengyi Yuan, Deqing Li, Gang Li, Aruo Nan
PMID40098195
发布时间2025-03-17
DOI10.1186/s12943-025-02283-0

实验完整度

高

包含体外细胞功能实验、体内裸鼠移植瘤模型、临床组织样本分析,并验证了RNA修饰、蛋白互作及机制通路。

主要模型

A549细胞 H1299细胞 BALB/c裸鼠皮下移植瘤模型 肺癌临床组织样本

重点核对

circPLCE1在A549和H1299细胞中的沉默和过表达效率 H2O2(200 μM)和NAC(2 mM)处理浓度 siRNA转染浓度(100 nM)和转染时间(48 h) BALB/c裸鼠皮下移植瘤模型中每组小鼠数量(7只) MeRIP、RIP、CLIP实验中使用的抗体及浓度

摘要

背景:肺癌严重威胁人类健康,但其分子机制仍不清楚。环状RNA(circRNA)与肿瘤进展密切相关,而8-氧鸟嘌呤(o8G)修饰在调控RNA命运中的重要作用已逐渐被揭示。然而,circRNA的o8G修饰尚未见报道。我们鉴定了circPLCE1,其在肺癌中显著下调,并进一步研究了circPLCE1的o8G修饰及其在肺癌进展中的相关机制。方法:我们通过RNA高通量测序鉴定了差异表达的circRNA,然后进行了甲基化RNA免疫沉淀(MeRIP)、免疫荧光(IF)分析、交联免疫沉淀(CLIP)和放线菌素D(ActD)实验,以探索circPLCE1的o8G修饰。通过建立circPLCE1沉默/过表达系统,阐明了circPLCE1在体内外的生物学功能。使用标记RNA亲和纯化(TRAP)、RNA免疫沉淀(RIP)和免疫共沉淀(Co-IP)实验,以及pSIN-PAmCherry-KFERQ-NE报告基因,阐明了circPLCE1抑制肺癌进展的分子机制。结果:本研究揭示活性氧(ROS)可诱导circPLCE1的o8G修饰,且AUF1可介导circPLCE1稳定性的降低。我们发现circPLCE1在体内外均能显著抑制肺癌进展,其表达与肿瘤分期和预后相关。分子机制被阐明:circPLCE1靶向HSC70蛋白,增加其泛素化水平,通过分子伴侣介导的自噬(CMA)途径调节ATG5依赖性巨自噬,最终抑制肺癌进展。结论:o8G修饰的circPLCE1通过CMA抑制巨自噬并改变细胞命运,从而抑制肺癌进展。该研究不仅为阐明肺癌进展的分子机制提供了新的理论基础,也为肺癌治疗提供了潜在靶点。

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
circPLCE1在肺癌进展中的作用及其上游o8G修饰机制和下游分子机制是什么?
核心机制
o8G修饰的circPLCE1通过靶向HSC70蛋白,增加其泛素化水平,抑制分子伴侣介导的自噬(CMA)活性,从而通过CMA途径促进ATG5依赖性巨自噬,最终抑制肺癌进展。
主要证据
体外功能实验(CCK-8、EdU、流式细胞术、Transwell、伤口愈合)和体内裸鼠移植瘤实验表明circPLCE1抑制肺癌进展;MeRIP、CLIP和RIP实验验证了circPLCE1的o8G修饰及与AUF1的相互作用;TRAP-MS、RIP、Co-IP和pSIN-PAmCherry-KFERQ-NE报告基因实验阐明了circPLCE1与HSC70的结合及对CMA的调控。
研究意义
该研究揭示了circRNA上存在o8G修饰,并阐明o8G修饰的circPLCE1通过CMA抑制肺癌进展的机制,为肺癌进展的分子机制提供了新见解,并为肺癌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circRNA

筛选在肺癌中差异表达的circRNA。

通过RNA高通量测序分析BEAS-2B细胞和砷诱导的恶性转化细胞BEAS-2B-As,筛选出显著下调的circPLCE1,并验证其环状结构。

2

验证circPLCE1的o8G修饰

确定circPLCE1是否存在o8G修饰及其区域。

使用MeRIP、CLIP实验检测circPLCE1的o8G修饰及位点;用H2O2和NAC处理细胞改变ROS水平,验证ROS对o8G修饰的影响。

3

验证circPLCE1的生物学功能

评估circPLCE1对肺癌细胞增殖、凋亡、迁移和体内肿瘤生长的影响。

通过siRNA沉默和质粒过表达circPLCE1,进行CCK-8、EdU、流式细胞术(凋亡和细胞周期)、Transwell、伤口愈合实验;通过慢病毒感染建立稳定过表达细胞系,进行裸鼠皮下移植瘤实验。

4

鉴定circPLCE1的靶蛋白并验证其调控

发现circPLCE1直接结合的蛋白并验证对其表达和稳定性的影响。

使用TRAP-MS鉴定circPLCE1结合蛋白,筛选出HSC70;通过RIP验证直接结合;通过Western blot、CHX和MG132实验验证circPLCE1对HSC70蛋白稳定性和泛素化的影响。

5

验证circPLCE1通过HSC70调控CMA

阐明circPLCE1是否通过HSC70调控CMA活性。

通过Co-IP和IF验证HSC70与CMA底物(如PKM2)的相互作用;通过过表达circPLCE1和HSC70及AR7处理,检测CMA底物表达;使用pSIN-PAmCherry-KFERQ-NE报告基因检测CMA活性。

6

验证circPLCE1通过CMA调节ATG5依赖性巨自噬

确定circPLCE1是否通过抑制CMA促进ATG5依赖性巨自噬。

通过Co-IP、IF验证HSC70与ATG5的相互作用;通过血清饥饿和AR7处理验证ATG5作为CMA底物;通过siRNA沉默ATG5,检测巨自噬水平变化;通过flow cytometry、MDC、CYTO-ID和Western blot检测自噬标志物。

7

体内验证circPLCE1的作用

确认circPLCE1在体内是否抑制肺癌进展。

将稳定过表达circPLCE1的A549细胞皮下注射裸鼠,观察肿瘤生长,并通过免疫组化检测Ki67、BCL2、RhoA等蛋白的表达。

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
BEGM培养基LonzaCC-3171
RPMI-1640培养基----
胎牛血清Gibco10099141C
青霉素-链霉素Gibco1514022
DMEM培养基----
TRIzol试剂Invitrogen15596018
GoScript™逆转录系统PromegaA5001
GoTaq® qPCR预混液PromegaA6001
riboFECT CP试剂盒RiboBioC10511-05
Lipofectamine™ 3000转染试剂盒InvitrogenL3000015
质粒小提试剂盒BiomigaBW-PD1211-03
PolyJet™体外转染试剂Cisco Biotech--
ROS检测试剂盒BeyotimeS0033S
CCK-8试剂盒DojindoCK04
Cell Light EdU Apollo 567体外试剂盒RiboBioC10310-1
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒KeyGen BiotechKGA107
细胞周期检测试剂盒KeyGen BiotechKGA511
FISH试剂盒RiboBioC10910
PARIS™试剂盒InvitrogenAM1921
Pierce™ BCA蛋白检测试剂盒Thermo Fisher Scientific23227
抗HSC70抗体Proteintech10654-1-AP
抗HK2抗体Proteintech22029-1-AP
抗PKM2抗体Proteintech60268-1-Ig
抗P62抗体Affinity BiosciencesAF5384
抗LC3B抗体Affinity BiosciencesAF5402
抗ATG5抗体Santa Cruz Biotechnologysc-133158
抗ATG12抗体Santa Cruz Biotechnologysc-271688
抗o8G抗体Abcamab206461
抗o8G抗体SigmaMAB3560
抗AUF1抗体Abcamab259895
TRAP试剂盒BersinBioBes5106
RIP试剂盒IEMedIEMed-K303
CLIP试剂盒BersinBioBes3014
4-硫尿嘧啶SigmaT4509
MeRIP试剂盒IEMedIEMed-K305
Co-IP试剂盒BersinBioBes3011
MDC自噬染色试剂盒BeyotimeC3018S
CYTO-ID自噬检测试剂盒2.0Enzo Life SciencesENZ-KIT175
MG132MedChemExpressHY-13259
AR7MedChemExpressHY-101106
pSIN-PAmCherry-KFERQ-NEAddgene102365

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
细胞系来源及培养条件(培养基、血清浓度、抗生素)
阅读提示:Methods: Cell culture
circPLCE1沉默/过表达
siRNA序列信息及转染浓度,过表达质粒及转染试剂
阅读提示:Methods: Transfection, Supplementary Table 2
o8G修饰检测
MeRIP、CLIP实验的具体步骤,包括抗体种类、细胞数、UV交联时间等
阅读提示:Methods: MeRIP, CLIP
体外功能实验
CCK-8、EdU、Transwell等实验的接种密度、处理时间、检测方法
阅读提示:Methods: Cell viability assay, EdU incorporation assay, Transwell migration assay
体内实验
裸鼠品系、周龄、每组数量、细胞注射数量、观察时间
阅读提示:Methods: Subcutaneous tumorigenesis assay in nude mice