UPF1/PVT1/miR-508-5p轴对子宫内膜癌干细胞生物学特征的影响及其机制研究

来源 :中国医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gouchiren424
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目的:子宫内膜癌是女性生殖系统的三大恶性肿瘤之一,近年来发病率呈上升趋势,严重威胁女性健康。子宫内膜癌的治疗手段包括手术治疗,放化疗以及激素治疗等。大多数子宫内膜癌患者在诊断时处于疾病早期且预后良好,但仍有20%的中晚期患者在治疗后出现转移和复发。子宫内膜癌干细胞(Endometrial cancer stem cells,ECSCs)是子宫内膜癌细胞中数目较少但具有自我更新能力和多向分化潜能的一群细胞,在子宫内膜癌发生、发展、转移与复发中起到重要作用,可能是导致子宫内膜癌治疗失败的原因,因此深入探索ECSCs生物学特征的相关机制具有重要的理论意义和临床价值。上游移码突变体1(Up-frameshift mutant 1,UPF1)是无义介导的m RNA降解途径的核心蛋白,与肿瘤的发生发展密切相关。研究表明,UPF1能够促进神经干细胞增殖,维持神经干细胞的干性,并作为分子开关决定神经元前体细胞是否分化。UPF1也可作为RNA结合蛋白而发挥作用,参与到转录后水平的基因表达调控中去。RNA结合蛋白参与调节RNA的稳定性、可变剪接、转运和翻译,通过结合RNA形成RNA-蛋白复合物从而调控包括肿瘤在内的许多疾病的发生和发展。长链非编码RNA(Long non-codingRNAs,lncRNAs)是一类长度超过200个核苷酸,没有蛋白质编码能力的RNA。LncRNAs不仅在细胞增殖、侵袭、分化和干性维持中发挥重要的调节作用,还通过表观遗传修饰、转录和转录后水平调控等方式参与肿瘤的发生发展。人浆细胞瘤变体异位基因1(Plasmacytoma variant translocation 1,PVT1)定位于人类染色体8q24,已被证实在ECSCs中显著高表达,促进ECSCs恶性生物学行为。PVT1可以作为分子海绵竞争性结合miRNA,拮抗miRNA抑制靶基因的功能,进而影响肿瘤发生发展。本研究旨在探讨RNA结合蛋白UPF1与长链非编码RNA PVT1能否调控子宫内膜癌干细胞的自我更新等生物学行为,进一步深入分析其潜在的分子机制,即UPF1通过增加PVT1的稳定性下调miR-508-5p并上调SOX2的表达,促进子宫内膜癌干细胞自我更新以及其他恶性生物学行为,为子宫内膜癌的治疗靶点提供新的理论和实验依据。方法:首先应用qRT-PCR与Western-blot方法检测在人子宫内膜癌组织中UPF1的表达水平,并分析其与子宫内膜癌患者临床病理参数之间的关系。应用qRT-PCR方法检测在人子宫内膜癌组织中miR-508-5p的表达水平,并分析其与临床病理参数之间的关系。培养人子宫内膜癌细胞系Ishikawa并利用无血清悬浮培养法与流式分选法提取Ishikawa-ECSCs。接下来,应用荧光原位杂交联合免疫荧光技术通过双光子共聚焦显微镜观察UPF1与PVT1在亲本细胞及ECSCs中的表达与分布。应用RIP-seq技术及RIP实验验证UPF1和PVT1的靶向结合作用。应用qRTPCR方法检测UPF1与PVT1在子宫内膜癌亲本细胞与ECSCs中的表达。应用细胞转染方法构建UPF1、PVT1过表达及沉默的子宫内膜癌亲本细胞及ECSCs细胞系,应用qRT-PCR或Western-blot方法检测转染效率。在过表达或沉默UPF1及UPF1与PVT1共转染的亲本细胞和ECSCs中,应用稳定性实验检测PVT1半衰期的变化;应用Western-blot方法检测干细胞相关基因SOX2、OCT4和NANOG蛋白的表达变化;应用成球实验检测自我更新能力的变化;应用CCK-8实验检测增殖能力的变化;应用Transwell实验检测迁移和侵袭能力的变化;应用流式细胞仪检测周期以及凋亡能力的变化。最后,应用star Base3.0等生物信息学软件及双荧光素酶基因报告系统验证miR-508-5p与PVT1、SOX2的靶向结合作用及结合位点。应用细胞转染方法构建miR-508-5p过表达及沉默的子宫内膜癌亲本细胞及ECSCs细胞系,应用qRTPCR方法检测转染效率。应用Western-blot、成球实验、CCK-8、Transwell、流式细胞仪分别检测过表达或沉默miR-508-5p和PVT1与miR-508-5p共转染对亲本细胞与ECSCs中SOX2等蛋白的表达以及细胞自我更新、增殖、迁移和侵袭、周期、凋亡能力的影响。结果:在本研究中,UPF1在子宫内膜癌组织和ECSCs中高表达,且与肌层浸润深度≥1/2、FIGO分期III-IV期相关(P<0.001)。CCK-8实验显示沉默UPF1能抑制ECSCs增殖能力,Transwell实验显示沉默UPF1能抑制ECSCs迁移和侵袭能力,流式实验显示沉默UPF1后进入G2-M期的ECSCs数目明显减少,ECSCs整体凋亡率(早期凋亡+晚期凋亡)升高(以上均P<0.05)。应用RIP-seq技术筛选出322个与UPF1潜在结合的Lnc RNA,选取富集度较高的PVT1作为进一步研究的RNA并应用RIP实验验证UPF1和PVT1存在靶向结合。应用稳定性实验、Westernblot、成球实验、CCK-8、Transwell、流式细胞仪,证实UPF1通过增加PVT1的稳定性上调其表达,维持ECSCs自我更新,促进细胞的增殖、迁移和侵袭能力、细胞周期进程,抑制细胞整体凋亡率(以上均P<0.05)。通过生物信息学软件与双荧光素酶基因报告系统,证实miR-508-5p与PVT1通过预测位点靶向结合。miR-508-5p在子宫内膜癌组织和ECSCs中低表达,且与肌层浸润≥1/2、淋巴结转移阳性、FIGO分期III-IV期相关(P<0.001)。应用Western-blot、成球实验、CCK-8、Transwell、流式细胞仪,证实过表达miR-508-5p能显著抑制ECSCs的细胞自我更新、增殖、迁移和侵袭能力,细胞周期阻滞,增加细胞整体凋亡率(以上均P<0.05)。通过生物信息学软件与双荧光素酶基因报告系统,证实miR-508-5p与SOX2的3’UTR区存在结合位点。应用Western-blot、成球实验、CCK-8、Transwell、流式细胞仪,证实沉默PVT1能负向调控miR-508-5p的含量,降低SOX2的表达,抑制ECSCs的细胞自我更新、增殖、迁移和侵袭能力,细胞周期阻滞,增加细胞整体凋亡率(以上均P<0.05)。结论:1.UPF1在子宫内膜癌组织中高表达,miR-508-5p在子宫内膜癌组织中低表达,并且与肌层浸润、FIGO分期等临床病理参数相关。2.UPF1在ECSCs中高表达,沉默UPF1能够抑制ECSCs的自我更新、增殖、迁移和侵袭,细胞周期阻滞,促进ECSCs凋亡。UPF1能够与PVT1结合并增加PVT1的稳定性,影响ECSCs生物学行为。3.PVT1作为ce RNA,与SOX2竞争性结合miR-508-5p。沉默UPF1通过降低PVT1的稳定性,减弱其与miR-508-5p的结合作用,降低SOX2水平,进而抑制ECSCs的自我更新、增殖、迁移及侵袭,细胞周期阻滞,促进ECSCs凋亡。UPF1/PVT1/miR-508-5p轴为深入探讨ECSCs特性调控机制提供新思路和新靶点。
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在冰岛的一座火山脚下,一家新开的工厂采用新除碳技术吸收空气中的二氧化碳并将其石化,让造成全球变暖的主要因素"无处可逃"。这家名为Orca (源自冰岛语,意思是"能源")的工厂在冰岛西南部的赫利舍迪地热发电站开展这一前沿的工作。该工厂的收集器在通过前端的风扇吸入周围空气后,会去除空气中的大部分二氧化碳,然后通过尾端的排气扇将净化后的空气排出。
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