文章導讀
LncRNA是長度大于200nt的長鏈非編碼RNA,在調(diào)控不同的分子過程中發(fā)揮著重要作用。其主要功能不僅可以與功能蛋白結合,并在轉錄或轉錄后水平調(diào)控基因表達,而且lncRNA也可以作為誘餌,吸附miRNA,調(diào)節(jié)miRNA調(diào)控的靶基因表達。但是,目前關于lncRNA在胃癌中的表達譜和生物學功能的了解仍然有限;在本研究中,作者首先通過生物信息學分析胃癌lncRNA微陣列數(shù)據(jù)庫,發(fā)現(xiàn)LINC0034在胃癌中顯著高表達,且與胃癌具有臨床相關性,結果顯示顯示LINC00346在胃癌中反復擴增上調(diào),其表達與病理分期差、腫瘤體積大、預后差呈正相關。然后探究了 LINC00346的體內(nèi)外功能,實驗顯示LINC00346能夠影響胃癌生長、遷移和侵襲等生物學功能。作者也探究了LINC00346調(diào)控胃癌發(fā)展的上下游分子機制,上游機制顯示致癌轉錄因子KLF5和MYC可與LINC00346啟動子結合,并增強其表達;下游機制顯示LINC00346主要表達在胞質(zhì)中,可通過ceRNA機制作為miR-34a-5p的分子海綿體,并通過吸附miR-34a-5p后調(diào)節(jié)其下游靶基因CD44、AXL、NOTCH1的表達并調(diào)控胃癌細胞的生物學功能。
綜上所述,該研究結果證明了KLF5、MYC/LINC00346/miR-34a-5p在胃癌發(fā)生發(fā)展中起關鍵作用的模型,為胃癌治療提供了新方向和思路。
發(fā)表期刊:Cell Death & Differentiation
影響因子:8.0
實驗方法:生信高級分析,轉錄組RNA測序,RIP,pulldown(云序生物提供)
測序樣本:過表達LINC00346的胃癌細胞(實驗組),轉染空載質(zhì)粒的胃癌細胞(對照組)
文章內(nèi)容
1. 生物信息學分析胃癌lncRNA微陣列數(shù)據(jù)庫,現(xiàn)LINC0034在胃癌中顯著高表達,且與胃癌具有臨床相關性
實驗路線
結果:LINC0034具有胃癌臨床相關性
a,b:LINC0034在胃癌中顯著高表達;c-d:LINC0034的表達與病理分期差、腫瘤體積大、預后差呈正相關。
2.探究LINC00346在胃癌中的體內(nèi)外功能
實驗路線
結果1:體外探究LINC00346對胃癌細胞增殖、遷移和侵襲功能影響
a-b.克隆形成實驗探究細胞增殖能力;c. 流式細胞術實驗探究細胞周期組織情況;d. EDU免疫熒光染色實驗探究細胞增殖能力;e. Transwell和invasion實驗探究細胞遷移和侵襲能力。
結果2:體內(nèi)探究LINC00346對胃癌在體內(nèi)的生長和轉移的影響
a-h:裸鼠成瘤實驗
3.探究LINC00346調(diào)控胃癌發(fā)展的上下游分子機制研究
實驗路線
(1)LINC00346調(diào)控胃癌發(fā)展的上游機制
結果:轉錄因子KLF5和MYC可與LINC00346啟動子結合,并增強其表達
a. 轉錄因子MYC、KLF5和 LINC00346的Oncoprint分析;b. 在含有或未含有胃癌KLF5/ MYC / LINC00346 SCNAs的轉錄因子KLF5、MYC、LINC00346基因表達;c. GSE51705數(shù)據(jù)庫的分析顯示,KATO-III GC細胞中KLF5與LINC00346基因啟動子結合;d. UCSC基因組生物信息學網(wǎng)站顯示, MYC高度富集在LINC00346的啟動子上;e. GSE51575數(shù)據(jù)庫顯示LINC00346的表達與KLF5或MYC正相關;f. qPCR顯示LINC00346的表達與KLF5或MYC 正相關;g. ChIP實驗顯示,內(nèi)源性MYC和KLF5與LINC00346基因啟動子區(qū)結合。h. WB顯示干擾或過表達LINC00346后,KLF5和MYC蛋白表達情況;i. 雙熒光報告實驗檢測LINC00346啟動子片段與KLF5或MYC直接結合
(2)LINC00346調(diào)控胃癌發(fā)展的下游機制
結果1:GSEA和GO分析LINC00346高/低表達胃癌患者和細胞
a. GSEA分析GSE65801數(shù)據(jù)中比較LINC00346高/低后差異基因的富集信號通路; b. 熱圖顯示胃癌中過表達LINC00346后的差異基因;c. GO分析差異基因的富集情況;d,e. qPCR和WB篩選腫瘤相關的差異基因。
結果2:LINC00346通過調(diào)節(jié)Notch1、CD44和AXL促進胃癌細胞增殖和侵襲
a.IHC分析腫瘤組織和腫瘤肺轉移組織中Notch1, CD44, 和AXL的表達;b. qPCR檢測胃癌發(fā)生或未發(fā)生淋巴結轉移組織中Notch1, CD44, 和AXL的表達;c. IHC檢測胃癌發(fā)生或未發(fā)生淋巴結轉移組織中Notch1, CD44, 和AXL的表達;d. WB檢測胃癌細胞中Notch1, CD44, 和AXL的蛋白表達;e,f. Transwell實驗檢測Notch1, CD44 或 AXL對LINC00346侵襲功能的挽救能力;g. MTT和h.克隆形成實驗檢測Notch1, CD44 或 AXL對INC00346增殖功能的挽救能力。
結果3:LINC00346通過與miR-34a-5p相互作用調(diào)控Notch1、CD44和AXL
a. LINC00346和miRNA結合位點的預測;b. MS2-RIP實驗驗證LINC00346能夠拉下的miRNAs;c.
pull-down實驗驗證LINC00346吸附的miRNAs;d. 雙熒光報告基因實驗miR-34a與LINC00346直接結合;e.
AGO2 RIP實驗驗證miR-34a能夠拉下LINC00346;f. WB顯示miR-34a能夠挽救LINC00346對Notch1, CD44 或 AXL的蛋白水平的調(diào)節(jié);g. Tranwell實驗顯示miR-34a能夠挽救LINC00346對胃癌細胞遷移和侵襲能力的調(diào)節(jié);h. 雙熒光報告基因實驗顯示miRNA能與Notch1, CD44 或 AXL基因的3‘UTR直接結合; i. 原位雜交實驗顯示LINC00346和miR-34a能夠共定位在細胞質(zhì)中。
總結
本研究通過生物信息學分析、功能實驗和分子機制探究實驗技術揭示了胃癌發(fā)展中一個潛在的新機制:在胃癌的發(fā)展過程中,轉錄因子KLF5和MYC結合LINC00346啟動子區(qū),并促進其表達;在胃癌中高表達的LINC00346主要定位在胞質(zhì)中,并競爭性吸附miR-34a-5p,抑制miR-34a-5p對其下游靶基因(Notch1, AXL, 和CD44)的調(diào)控,最終導致了胃癌的惡化發(fā)展。LINC00346對胃癌細胞的促增殖和轉移的多效性作用提示LINC00346可作為胃癌的有效治療靶點。
全文鏈接:
https://doi.org/10.1038/s41418-018-0236-y