骨髓间充质干细胞来源的外泌体中miR-9-3p下调ESM1抑制膀胱癌的恶性进展

来源 :南京医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zjuxy2001
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目的膀胱癌(BCa)是泌尿系统最常见的恶性肿瘤之一。既往研究显示,骨髓间充质干细胞(BMSC)来源的外泌体是转移内源性分子的载体,在BCa的发生发展中起着重要作用。本研究旨在探讨含BMSCs来源的外泌体中miR-9-3p在BCa恶性进展中的作用机制。方法第一部分:通过生物信息学分析从基因表达综合数据库(GEO)中筛选出在BCa中差异表达基因(DEGs),并在BCa组织和配对癌旁正常组织中用qRT-PCR验证DEGs的表达,并选取差异表达最显著的基因ESM1用于后续研究。在公共数据库miRDB、TargetScan和mirDIP中预测可能调控ESM1的miRNAs,并在BCa细胞中(UMUC-3,BIU-87,EJ,T24和5637)及正常膀胱上皮细胞(SV-HUC-1)中验证其表达。第二部分:使用透射电子显微镜对BMSCs的分泌物进行鉴定,并用Western blot分析分泌物表面标记蛋白的表达。随后,将BMSCs分泌的外泌体与UMUC-3细胞共培养,并用共聚焦显微镜观察BMSCs来源的外泌体被UMUC-3细胞摄取情况。将小鼠BMSCs与UMUC-3细胞在Transwell小室里面共培养,并行MTT细胞增殖实验,划痕实验,Transwell侵袭实验及流式细胞学实验来探索BMSCs对BCa细胞增殖、迁移、侵袭和凋亡能力的影响。通过在共培养体系中分别加入DMSO和外泌体抑制剂GW4869以验证BMSCs对BCa细胞生物学功能的影响是通过外泌体发挥作用的。第三部分:使用miR-9-3p mimic在BMSCs中过表达miR-9-3p,对BMSCs中外泌体进行分离提纯,并使用qRT-PCR验证外泌体中miR-9-3p表达。验证转染效率后,通过细胞功能实验验证在BMSCs中过表达miR-9-3p后对BCa生物学功能的影响。通过Western blot检测增殖相关因子(Ki67和PCNA)和侵袭相关因子(MMP-2和MMP-9)的蛋白表达水平。此外,在UMUC-3细胞中通过miRNA mimic和inhibitor分别增强和抑制miR-9-3p表达以探讨其对UMUC-3细胞生物学功能的影响。第四部分:在UMUC-3细胞中行敲低ESM1并行细胞功能实验探索其对UMUC-3细胞生物学功能的影响。通过双荧光素酶报告基因分析验证ESM1和miR-9-3p的结合位点。随后,在UMUC-3细胞中,敲低ESM1和转染miR-9-3p inhibitors并行细胞功能实验,以探索si-ESM1+miR-9-3p inhibitors对UMUC-3细胞生物学功能的影响。在裸鼠中皮下注射敲低ESM1的UMUC-3细胞以研究敲低ESM1对成瘤的影响,并通过qRT-PCR、Western blot和免疫组化技术检测成瘤组织中ESM1的表达。免疫荧光染色用于检测成瘤组织中侵袭相关蛋白的表达,HE染色用于检测肿瘤肝转移情况。此外,通过注射用Exo-miR-9-3p处理后的UMUC-3细胞,研究Exo-miR-9-3p对裸鼠成瘤相关指标的影响。并用免疫荧光染色研究瘤体侵袭相关因子MMP-2和MMP-9的表达,以及用HE染色研究Exo-miR-9-3p对肿瘤肝转移的影响。最后,分别使用免疫组化和Western blot检测技术成瘤组织中ESM1的表达。结果1.通过生物信息学分析及RT-PCR技术筛选出ESM1在BCa中显著高表达,并预测miR-9-3p可能是靶向调控ESM1的miRNA。2.透射电子显微镜,纳米颗粒跟踪分析及Western blot分析证实BMSCs分泌物为外泌体。BMSCs来源的外泌体可以被UMUC-3细胞所摄取,并抑制UMUC-3细胞的增殖、侵袭、迁移,促进细胞凋亡。3.在BMSCs中过表达miR-9-3p可以显著抑制UMUC-3细胞的增殖、迁移和侵袭,促进细胞凋亡。4.在UMUC-3细胞中敲低ESM1可抑制UMUC-3细胞的增殖、及迁移能力,并促进细胞凋亡。双荧光素酶报告基因验证ESM1是miR-9-3p的靶基因。此外,外泌体miR-9-3p过表达或敲低ESM1可抑制BCa细胞的存活、迁移和侵袭,诱导细胞凋亡,并抑制体内肿瘤的生长和转移。结论BMSCs来源的外泌体中miR-9-3p可通过下调ESM1的表达抑制BCa的进展,为BCa的治疗提供了新的治疗靶点。
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