Lnc030通过调控胆固醇代谢参与乳腺癌干细胞(BCSC)干性维持的分子机制研究

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目的:揭示Lnc030通过胆固醇代谢参与乳腺癌干细胞(BCSCs)干性维持的分子机制。方法:(1)利用LncRNA/mRNA芯片分析MCF7和EMT化来源的MCF7/BCSC中lncRNA的差异表达情况,并寻找感兴趣的与干性相关的lncRNA;qRT-PCR法检测lnc030在Hs578T,BT549和MCF7的亲代细胞和其来源的肿瘤干细胞中的差异表达;qRT-PCR法评估乳腺癌病人组织来源的亲代细胞和干细胞球中lnc030的表达差异。(2)数据库研究lnc030在人类染色体上的定位,并预测其编码蛋白的能力,明确其潜在靶基因SQLE;(3)利用两条不同的慢病毒shRNA敲低lnc030,并用qRT-PCR验证干扰情况,利用干细胞成球实验在敲低lnc030组和对照组比较干细胞成球率,成球数量、大小的改变,qRT-PCR和免疫印迹法检测干性标志物在对照组和敲低lnc030组中表达情况;验证对照组和lnc030敲低组克隆形成数量的改变;过表达lnc030后检测干性标志物的表达改变;干细胞成球实验检测过表达lnc030对干细胞成球能力的影响,克隆形成实验验证过表达lnc030组和对照组中克隆形成数量的差异。(4)qRT-PCR和免疫印迹法验证lnc030对SQLE的调控;利用两条不同的慢病毒shRNA敲低SQLE的表达,qRT-PCR和免疫印迹法明确其干扰效率;检测对照组和敲低SQLE组中干性标志物的表达改变;干细胞成球实验检测对照组和SQLE敲低组的干细胞成球能力的差异,验证敲低SQLE前后克隆形成能力的改变;同时检测这三组CSC中干细胞成球数量和大小的改变;在40例临床乳腺癌病人组织中,qRT-PCR检测SQLE,Lnc030和c-Myc的相对表达量,探讨SQLE与lnc030,SQLE与c-Myc表达的相关性。(5)探究lnc030与SQLE的结合情况;在shNC和shlnc030,oeVec和oelnc030的Hs578T中分别用放线菌素D(Act D)以时间依赖的方式处理细胞,qRT-PCR检测不同时间点SQLE mRNA的表达变化;RNA pull-down和RIP检测与lnc030结合的蛋白;在ctrl组,shlnc030组和sh Lnc030/PCBP2组的BT549和MCF7中分别用放线菌素D以时间依赖的方式处理细胞,qRT-PCR检测不同时间点SQLE mRNA的表达变化;在ctrl组,oe lnc030组和oe Lnc030/sh PCBP2组的BT549和MCF7中分别用放线菌素D以时间依赖的方式处理细胞,qRT-PCR检测不同时间点SQLE mRNA的表达变化;qRT-PCR和免疫印迹法验证在BT549和Hs578T的对照组,sh PCBP2组和oe Lnc030/sh PCBP2组中SQLE mRNA和蛋白水平的变化;在BT549,Hs578T和MCF7来源的干细胞球中,免疫印迹法研究oeVec组,oe Lnc030组和oe Lnc030/sh PCBP2组的干性标志物c-Myc、KLF4和SOX2的表达差异;同时在BT549,Hs578T和MCF7中,同时检测这三组的干细胞成球效率的差异。(6)利用胆固醇检测试剂盒检测对照组和lnc030敲低的BCSC中的胆固醇相对含量;利用胆固醇检测试剂盒检测对照组和SQLE敲低的BCSC中的胆固醇相对含量;在10对随机挑选的临床乳腺癌病人的癌与癌旁组织中检测胆固醇的含量;在敲低lnc030或SQLE的BCSC中外源性添加不同浓度的胆固醇,免疫印迹法检测外源性胆固醇对干性标志物表达的影响;在对照组的BCSC中外源性地添加不同浓度的胆固醇,免疫印迹法检测外源性胆固醇对干性标志物表达的影响;在敲低lnc030或SQLE的BCSC中外源性添加不同浓度(5μM,10μM,15μM)的胆固醇,检测外源性胆固醇对干细胞成球能力的影响。(7)免疫印迹法分别检测β-catenin,p-P65,P65,YAP和p-YAP在敲低lnc030的BCSC中的表达;利用免疫印迹法验证lnc030或SQLE对p-PI3K和p-Akt的表达影响;在敲低lnc030的BCSC中过表达SQLE或外源性的添加10μM的胆固醇,免疫印迹法检测其对PI3K,p-PI3K,Akt,p-Akt表达的影响;(8)体内无限稀释实验检测lnc030对BCSC成瘤效率的改变;裸鼠皮下成瘤实验确定Lnc030/SQLE/choleaterol轴对肿瘤形成的改变,检测各处理组肿瘤的体积,重量和胆固醇的含量,在各组肿瘤中用免疫印迹法和免疫组化验证c-Myc,KLF4,SQLE,PI3K,p-PI3K的蛋白表达。结果:(1)Lnc030在乳腺癌肿瘤干细胞(BCSC)中高表达;(2)Lnc030位于人类第8号染色体,且无编码蛋白的能力,其邻近基因为SQLE;荧光原位杂交实验和核浆分提实验表明lnc030主要定位于细胞质;同时免疫荧光分析SQLE也主要存在于细胞质中。(3)敲低lnc030后,BCSC的干性标志物c-Myc、KLF4、SOX2的表达明显减弱,干细胞标志物c-Myc和CD44的免疫荧光明显减弱,乳腺癌肿瘤干细胞成球效率和成球大小明显降低,克隆形成明显减少。临床乳腺癌组织样本中,lnc030的高表达增强BCSC的成球能力。(4)Lnc030的敲低或过表达减弱或增强SQLE的表达,敲低SQLE后,c-Myc、KLF4、SOX2的表达降低,干细胞成球能力减弱,克隆数量减少。在敲低lnc030的同时过表达SQLE,干细胞的成球效率明显回复。在临床乳腺癌组织样本中,SQLE的表达与lnc030或c-Myc成正相关。(5)敲低或过表达lnc030,SQLE mRNA的稳定性减弱或增强。RNA pull-down和RIP实验结果表明lnc030与PCBP2交联,PCBP2和SQLE mRNA相互作用。过表达PCBP2能增加lnc030敲低引起的SQLE mRNA稳定性的减弱,敲低PCBP2能回复lnc030过表达引起的SQLE mRNA稳定性的增强。同样地,过表达PCBP2能有效回复lnc030敲低引起的SQLE mRNA和蛋白水平的减弱,敲低PCBP2能回复lncRNA030过表达引起的SQLE mRNA和蛋白水平的增强。PCBP2的敲低减弱了lnc030过表达引起的干性标志物c-Myc和KLF4表达的增加和干细胞成球效率的增强。(6)敲低lnc030或SQLE使BCSC的胆固醇含量减少。与正常乳腺组织比,癌组织中胆固醇含量更高。在敲低lnc030或SQLE的细胞中添加外源性的胆固醇,能回复细胞中干性标志物c-Myc和KLF4的表达,且干细胞成球效率也增加。在对照组的细胞中添加外源性的胆固醇,干性标志物和干细胞成球效率无明显改变。(7)敲低lnc030后,β-catenin,p-P65和p-YAP无明显改变。敲低lnc030或SQLE后,p-PI3K和p-Akt的表达明显降低。过表达lnc030后敲低SQLE,能够降低过表达lnc030引起的p-PI3K和p-Akt的表达增加。(8)Lnc030促进BCSC体内成瘤,lnc030/SQLE/cholesterol轴促进裸鼠皮下成瘤,增强SQLE,c-Myc,KLF4,p-PI3K的表达。结论:(1)Lnc030在乳腺癌和BCSC中高表达,与乳腺癌病人的不良预后相关。(2)Lnc030位于人类第8号染色体,和其邻近基因SQLE都主要定位于细胞质。(3)Lnc030有助于维持BCSC的干性。(4)Lnc030通过调控SQLE的表达维持BCSC的干性。(5)Lnc030通过RNA结合蛋白PCBP2增强SQLE mRNA的稳定性。(6)Lnc030通过调控SQLE,增加干细胞内胆固醇的含量,促进BCSC的干性维持。(7)Lnc030通过激活PI3K/AKT信号通路维持BCSC的干性。(8)Lnc030/SQLE/胆固醇信号轴促进BCSC体内成瘤。
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