IGF2BP2的SUMO化修饰通过调控OIP5-AS1/miR-495-3p及LINC00467/miR-4735-3p轴影响胶质瘤血管生成拟态的机制研究

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目的:胶质瘤是人类中枢神经系统中最常见的原发恶性肿瘤,约占人脑原发性肿瘤的80%,致死率极高。临床研究发现胶质瘤为富血管性肿瘤,丰富的血供有利于肿瘤的恶性生长,因此抗血管生成治疗成为胶质瘤治疗的热点,但胶质瘤中血管生成拟态(VM)的存在可能是导致当前肿瘤抗血管生成治疗效果不佳的主要原因之一。SUMO化修饰是一类动态且可逆的蛋白翻译后修饰,可以通过调节底物蛋白稳定性及其亚细胞定位等方面来影响细胞功能。本研究旨在探索SUMO化修饰、IGF2BP2、OIP5-AS1/LINC00467、miR-495-3p/miR-4735-3p和HIF1A/MMP14/CCND2对于胶质瘤细胞血管生成拟态的调控作用及其相关分子机制。研究方法:1.Ni2+-NTA琼脂糖珠下拉实验及CO-IP实验验证内源性或外源性SUMO1与IGF2BP2的结合作用以及Ubc9和SENP1对SUMO修饰过程的影响,并明确SUMO化修饰位点突变后对IGF2BP2的SUMO化修饰改变;2.q RT-PCR及Western blot法验证SUMO化修饰对IGF2BP2蛋白翻译前后表达水平的影响;3.Western blot法验证IGF2BP2的降解途径及SUMO化修饰对其降解过程的影响;4.核质蛋白分离后Western blot法验证SUMO化修饰对IGF2BP2的亚细胞定位影响;5.q RT-PCR及Western blot法检测IGF2BP2、OIP5-AS1/LINC00467及miR-495-3p/miR-4735-3p在胶质瘤组织和细胞系中的表达水平;CCK-8法、Transwell法和体外管形成实验验证上述各因子在调控胶质瘤细胞生物学行为中的作用;6.RNA-IP实验及双荧光素酶报告基因分析法分别验证RBPs(IGF2BP2)、lnc RNAs(OIP5-AS1/LINC00467)、miRNAs(miR-495-3p/miR-4735-3p)及下游靶蛋白(HIF1A/MMP14/CCND2)间的靶向结合作用;7.裸鼠异种移植瘤在体实验验证IGF2BP2的SUMO化修饰对于胶质瘤细胞生长及荷瘤裸鼠生存时间的影响。结果:1.IGF2BP2在赖氨酸残基K497R、K505R和K509R位点上与SUMO1结合并发生SUMO化修饰,Ubc9加强该修饰作用,而SENP1去除该修饰作用;三位点联合突变(3KR,K497/K505/K509R)所致IGF2BP2的SUMO化修饰抑制效果最强,显著地降低了IGF2BP2的蛋白表达水平;2.三位点联合突变对于IGF2BP2的m RNA表达水平并无影响;3.SUMO化修饰阻断IGF2BP2通过泛素-蛋白酶体途径降解过程,增强其稳定性;4.IGF2BP2的SUMO化修饰结合位点突变并未影响IGF2BP2在胶质瘤细胞中的亚细胞定位,但显著地抑制了胶质瘤细胞的增殖、迁移侵袭及VM形成及其相关蛋白表达;5.IGF2BP2、OIP5-AS1及LINC00467在胶质瘤组织及细胞中呈高表达,沉默IGF2BP2、OIP5-AS1及LINC00467显著地抑制了胶质瘤细胞增殖、迁移侵袭、VM形成及其相关蛋白的表达;6.IGF2BP2靶向结合OIP5-AS1/LINC00467,沉默IGF2BP2缩短两者半衰期。沉默IGF2BP2同时沉默OIP5-AS1/LINC00467显著地抑制了胶质瘤细胞增殖、迁移侵袭、VM形成及其相关蛋白的表达;过表达OIP5-AS1/LINC00467逆转了IGF2BP2沉默所致对于胶质瘤细胞恶性生物学行为及VM形成能力的抑制作用;7.miR-495-3p及miR-4735-3p在胶质瘤组织及细胞中呈低表达,过表达miR-495-3p/miR-4735-3p显著地抑制了胶质瘤细胞增殖、迁移侵袭、VM形成及其相关蛋白的表达,而沉默miR-495-3p/miR-4735-3p显著地增强了胶质瘤细胞增殖、迁移侵袭、VM形成及其相关蛋白的表达;8.OIP5-AS1靶向结合并抑制miR-495-3p的表达,沉默OIP5-AS1同时过表达miR-495-3p显著地抑制了胶质瘤细胞的增殖、迁移侵袭、VM形成及其相关蛋白的表达;LINC00467靶向结合并抑制miR-4735-3p的表达,沉默LINC00467同时过表达miR-4735-3p显著地抑制了胶质瘤细胞的增殖、迁移侵袭、VM形成及其相关蛋白的表达;9.miR-495-3p靶向结合HIF1A和MMP14的3’UTR区,过表达HIF1A及MMP14逆转了miR-495-3p过表达对于胶质瘤细胞恶性生物学行为及VM形成能力的抑制作用;miR-4735-3p靶向结合HIF1A和CCND2的3’UTR区,过表达HIF1A及CCND2逆转了miR-4735-3p过表达对于胶质瘤细胞恶性生物学行为及VM形成能力的抑制作用;10.IGF2BP2的SUMO修饰三位点联合突变显著地抑制了裸鼠移植瘤生长并延长了荷瘤裸鼠的生存期。结论:1.IGF2BP2在K497R、K505R、K509R位点上与SUMO1结合并发生SUMO化修饰,Ubc9加强该修饰作用,SENP1去除该修饰作用;三位点联合突变(3KR,K497/505/509R)所致SUMO化修饰抑制效果最强;SUMO化修饰增加IGF2BP2的蛋白表达水平,阻断其通过泛素-蛋白酶体途径降解,但并未改变其亚细胞定位;2.在胶质瘤组织和细胞中,IGF2BP2、OIP5-AS1及LINC00467呈高表达,而miR-495-3p和miR-4735-3p呈低表达。沉默IGF2BP2、OIP5-AS1/LINC00467及过表达miR-495-3p/miR-4735-3p均能够显著地抑制胶质瘤细胞的增殖、迁移侵袭及VM形成能力;3.IGF2BP2靶向结合OIP5-AS1/LINC00467并增强其稳定性;沉默IGF2BP2抑制OIP5-AS1/LINC00467的表达及其与miR-495-3p/miR-4735-3p的靶向结合作用,增强miR-495-3p/miR-4735-3p与下游靶基因(HIF1A/MMP14/CCND2)m RNA的3,UTR区结合,降低HIF1A/MMP14/CCND2的蛋白表达水平,进而抑制胶质瘤细胞的增殖、迁移、侵袭及VM形成能力;4.IGF2BP2的SUMO化修饰通过调控OIP5-AS1/miR-495-3p以及LINC00467/miR-4735-3p轴在促进胶质瘤细胞的血管生成拟态中发挥着重要作用。
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