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Long non-coding RNA UICLM promotes colorectal cancer liver metastasis by acting as a ceRNA for microRNA-215 to regulate ZEB2 expression

文字:[大][中][小] 2018/10/25     浏览次数:    

Long non-coding RNA UICLM promotes colorectal cancer liver metastasis by acting as a ceRNA for microRNA-215 to regulate ZEB2 expression

长链非编码RNA UICLM通过作为microRNA-215ceRNA调节ZEB2表达来促进结直肠癌肝转移


期刊:Theranostics;影响因子:8.537 

发表单位:中山大学             


导 读

    lncRNA 通过ceRNA机制竞争性结合miRNA保护靶基因mRNA的表达。之前我们介绍过许多研究lncRNA ceRNA机制的文献。本研究发现lncRNA UICLM在结肠直肠癌肝转移过程中发挥重要作用,机制发现UICLM充当miR-215的竞争性内源RNAceRNA)以调节ZEB2表达

    1)这篇lncRNA ceRNA机制如何发到 IF12分的

    2)胃癌lncRNA ceRNA机制研究

    3Cancer Cell: lncARSR通过ceRNA调控肿瘤耐药(IF: 22.844

    4Nucleic Acids Res: lnc-RI ceRNA结合miR-193a-3p促进DNA修复(IF: 11.561)

    5Nature Cell Biology: lncRNA ceRNA调控胃癌EMT过程(IF:19.064

    6lncRNA ceRNA机制怎么找分子

    7)lncRNA ceRNA机制中 lncmiRNA进化保守性

    8食管癌lncRNA-TTN-AS1竞争性结合miR-133b上调Snail1的表达,促进EMT过程

    9)LncRNA-PAGBC ceRNA机制促进胆囊肿瘤发生


摘 要

    长链非编码RNAlncRNA)参与各种肿瘤的病理学,包括结肠直肠癌(CRC)。然而,lncRNACRC肝转移中的作用仍不清楚。

    方法:进行微阵列鉴定具有和不具有肝转移的CRC组织之间差异表达的lncRNA。使用Kaplan-Meier方法评估存活分析。进行体外和体内测定以探索差异表达的lncRNACRC细胞中的生物学效应。

    结果:在患有肝转移的CRC病例中,lncRNA UICLM(在结直肠癌肝转移中上调)显著上调。此外,CRC组织中UICLM表达高于正常组织,UICLM表达与患者存活率差有关。UICLM的敲低抑制了体外的CRC细胞增殖,侵袭,上皮-间质转化(EMT)和CRC干细胞形成以及体内肿瘤生长和肝转移。UICLM的异位表达促进了CRC细胞的增殖和侵袭。机理研究表明,UICLM通过调节ZEB2诱导其生物学效应,因为UICLM促进的肿瘤发生受到ZEB2消耗的抑制。进一步研究表明,UICLM充当miR-215的竞争性内源RNAceRNA)以调节ZEB2表达。


研究背景

    结直肠癌(CRC)是全球第二大常见癌症,也是导致癌症相关死亡的第三大原因。已经发现lncRNA在哺乳动物细胞以及植物细胞中大量转录。这些lncRNA可以充当其他生物分子的指导,支架,诱饵和系链,并且参与各种生物过程,例如细胞生长,细胞分化,细胞凋亡,细胞侵袭和干细胞多能性。越来越多的证据表明,lncRNA表达谱可以用作不同肿瘤的诊断和预后工具,例如前列腺癌,乳腺癌,胃癌和CRC。虽然已经注释了越来越多的lncRNAs,但lncRNAsCRC肝转移中的作用和分子调控机制仍不清楚。


结 果

1

lncRNA UICLM在伴有肝转移的CRC中显著上调

    为了研究CRC肝转移中涉及的lncRNA表达谱,我们对15CRC组织进行了lncRNA微阵列分析(7例肝转移,8例在诊断时和2年随访期间没有肝转移)。我们在两组之间鉴定了493个差异表达的lncRNA,包括上调和下调的lncRNA(图1A)。实时PCR结果证实,与没有肝转移的CRC中的表达相比,这些lncRNA中的9个在具有肝转移的CRC中显著过表达。在另外122CRC患者的更大样品中检测到上述9lncRNA的表达。只有lncRNA LOC200772在具有肝转移的CRC中显著上调。由于其功能在CRC中仍未被表征,因此我们将其指定为lncRNA UICLM(在结肠直肠癌肝转移中上调)。此外,与其在相邻的非肿瘤组织中的表达相比,肿瘤组织中UICLM表达显著增加,并且在晚期肿瘤阶段患者中也观察到增加的表达(*P<0.05**P<0.01,图1CD)。同样地,UICLM的表达在CRC细胞中比在永生化结肠上皮细胞系CCD-112CoN中更高(*P<0.05**P<0.01,图1E)。亚细胞组分分离和实时PCR分析显示UICLM主要位于细胞质中UICLM表达与肿瘤大小(P=0.004),肝转移(P=0.002)和TNM分期(P=0.008)显著相关UICLM与年龄,性别,肿瘤深度,组织学分级或淋巴结侵犯无相关性。Kaplan-Meier生存曲线显示UICLM水平高的患者无进展生存期较差(分别为P=0.01P=0.075,图1FH)。


2

lncRNA UICLMCRC细胞有效增殖和肿瘤生长所必需的

    使用特异性siRNA敲低两种具有相对高的UICLM表达的CRC细胞系SW620DLD-1中的UICLM表达。CCK-8测定显示,UICLM的敲低显著抑制SW620DLD-1细胞的增殖,而UICLM的异位表达增加HCT116HT-29细胞的增殖。集落形成试验也证实,UICLM敲低显著降低了SW620DLD-1细胞中的集落形成数量,而UICLM的异位表达增加了HCT116HT-29细胞中的集落形成数量。SW620sh-UICLM细胞(n=10)形成的肿瘤的肿瘤体积和肿瘤重量与SW620sh-NC细胞(n=10)形成的肿瘤体积和重量相比显著降低。ISH分析证实UICLM的敲低降低了体内UICLM表达,并且IHC分析显示UICLM的敲低显著降低Ki-67表达


3

lncRNA UICLMCRC细胞的细胞迁移,侵袭,EMT和肝转移所必需的

    transwell测定表明,UICLM的敲低显著抑制SW620DLD-1细胞中的细胞迁移和侵袭,而UICLM的异位表达显着增加HCT116HT-29细胞的细胞侵袭。伤口愈合测定还表明,UICLM的敲低显著降低了SW620DLD-1细胞中的细胞迁移。由于EMT在细胞迁移和侵袭中起重要作用,我们测试了UICLM是否影响CRC细胞中的EMT。免疫荧光分析显示,UICLM的敲低降低了N-钙粘蛋白的表达,而E-钙粘蛋白的表达增加。实时PCR结果证实,UICLM的敲低显著降低了间充质标记物(N-钙粘蛋白,VimetinSnailSlug)的表达,同时增加了上皮标记物(E-钙粘蛋白,α-连环蛋白,β-胱氨酸)的表达。相反,UICLM的异位表达显著促进HCT116HT-29细胞的细胞侵袭,并增加间充质标记物(N-钙粘蛋白,VimetinSnailSlug)的表达,同时降低上皮标志物的表达(E-钙粘蛋白,α-连环蛋白,β-连环蛋白)。


4

lncRNAUICLM调节CRC细胞的干性

    为了评估UICLM在调节CRC细胞的干性中的作用,可以使用可以排除Hoechst33342染料的荧光激活细胞分选(FACS)技术来分离CRC侧群(SP)细胞。结果显示,敲低UICLM可显著降低SW620DLD-1细胞中的SP细胞比例。此外,进行功能测定以测试UICLM是否可以增加CRC细胞的干性。结果显示,UICLM的敲低显著减少了SW620DLD-1细胞中的球形成。此外,敲除UICLM可显著下调许多与干细胞相关的基因NanogOct-4SOX2Notch1),多种耐药转运基因(ABCG2)和与癌症干细胞相关的表面抗原(CD24CD44CD133CD155CD166)。


5

lncRNA UICLMZEB2相互作用以促进CRC细胞中的细胞增殖和侵袭

    为了研究UICLMCRC进展和转移相关的分子机制,我们探索了具有敲低的UICLM表达的CRC细胞的基因表达谱。用UICLM的特异性siRNA处理SW620细胞,并通过RNA测序测量所有mRNA的表达水平。通过基因集富集分析(GSEA)确定UICLM相关途径,其确定不同途径是否显示两组之间的统计学显著差异。细胞迁移和侵袭途径被指定为最高的富集分数。通过分析来自我们的lncRNA/mRNA微阵列数据集的UICLMmRNA之间的相关性,我们发现ZEB2在该途径中被赋予最高的相关系数。此外,在RNA测序分析中,ZEB2是在SW620细胞中敲除UICLM后最下调的基因之一。基于这些结果,我们假设UICLMZEB2之间可能存在相关性。ZEB2UICLM的表达水平之间发现了正相关。


6

lncRNA UICLM通过竞争miR-215调节ZEB2表达

    已知lncRNA可以作为竞争性内源RNAceRNA)起作用,通过竞争其靶向微小RNA来保护mRNA。因此,我们调查了UICLM是否发挥了这样的作用。使用生物信息学(miRcodeStarbasev2.0RNAhybrid)工具,我们发现了7种推定与UICLM结合的miRNA。在这些候选miRNA中,miR-215可直接与UICLMZEB2结合。我们发现miR-215的过表达显著抑制UICLM表达,而UICLM的敲低显著增加miR-215的表达。我们还进行了实验以确定UILCM是否会影响miR-215的处理。由于UICLM位于细胞质中,我们寻找UICLM是否可以调节pre-miR-215的表达。结果显示,SW620DLD-1细胞中UICLM的敲低不影响pre-miR-215的表达。双荧光素酶测定表明共转染后荧光素酶活性显著降低。


讨 论

    远处转移的发展是一个复杂的过程,涉及多种遗传和表观遗传改变的积累,导致癌基因的激活或肿瘤抑制基因的失活。越来越多的证据表明lncRNAs在肿瘤进展和转移中起重要作用。在本研究中,我们鉴定了一组参与CRC肝转移病理学的lncRNA,在这些lncRNAs中,UICLM是有和没有肝转移的CRC之间最差异表达的lncRNA之一,表明它在其中起关键作用。CRC肝转移的生物学过程。据我们所知,这是第一项系统评估lncRNACRC肝转移中的作用的研究。




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