Hsa_circ_001988/miR-197-3p/FBXW7轴对胃癌细胞生物学行为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:ruhua529
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目的:随着RNA测序和生物信息学技术的发展,环状RNA已被证实在人类细胞中具有多种功能。许多研究报道了环状RNA在胃癌中的表达谱发现其在调控细胞功能方面具有潜在的价值,并在胃癌的发生和发展过程中发挥重要作用。Hsa_circ_001988作为环状RNA,已有文献报道其参与结肠癌、乳腺癌、非小细胞肺癌和肾透明细胞癌的调控。但hsa_circ_001988在胃癌中的作用尚无报道。此外,更多的证据表明环状RNA通过海绵吸附miRNA,进而调控下游靶基因从而发挥其促进肿瘤发生发展的作用。本研究拟探索hsa_circ_001988在胃癌组织及细胞系中的表达情况,分析其与胃癌患者临床病理因素间的关系,探究其在体内、外对胃癌细胞增殖、迁移和侵袭能力的影响。另外,利用生物信息学软件,我们预测了可能与hsa_circ_001988相互作用的RNA结合蛋白U2AF65和EIF4A3,可能靶向结合的miR-197-3p及其下游靶基因FBXW7。通过一系列实验探索并阐明U2AF65和EIF4A3介导hsa_circ_001988通过海绵吸附miR-197-3p发挥其抑制胃癌细胞增殖、迁移和侵袭的分子机制。方法:1.收集341例中国医科大学肿瘤外科手术切除的胃癌组织(经术后病理确认)及其远癌正常胃粘膜新鲜标本组织。采用实时定量PCR法检测hsa_circ_001988在胃癌组织及其配对正常胃粘膜组织,胃癌细胞系中的表达。分析hsa_circ_001988与胃癌患者临床病理因素间的关系。2.脂质体转染法将高表达hsa_circ_001988和空载体质粒转染BGC823细胞系,G418压力筛选后构建稳转细胞株;si RNA干扰AGS细胞中hsa_circ_001988的表达,q RT-PCR法验证敲减效率;分别采用CCK-8实验、克隆形成实验、流式细胞术、划痕愈合实验和Transwell迁移、侵袭实验评估不同hsa_circ_001988表达水平对胃癌细胞增殖、克隆形成能力、细胞周期分布情况、细胞迁移与侵袭能力的影响。在过表达hsa_circ_001988后,重复上述实验并采用裸鼠皮下成瘤实验对裸鼠皮下移植瘤的生长情况进行评估。3.实时定量PCR法检测miR-197-3p和FBXW7在33例胃癌组织及其匹配的正常胃粘膜组织中的表达,分析miR-197-3p、FBXW7和hsa_circ_001988表达的相关性关系;实时定量PCR法检测CCDC6在69例胃癌组织及其匹配的正常胃粘膜组织中的表达;应用KMPLOT网站评估GEO数据库中FBXW7和CCDC6对631例胃癌患者预后的影响;实时定量PCR法检测hsa_circ_001988不同表达水平对miR-197-3p、FBXW7、CCDC6mRNA表达的影响;Western Blot法检测hsa_circ_001988不同表达水平对Cyclin D1、YAP1、E-cadherin、Vimentin、N-cadherin蛋白表达的影响。4.实时定量PCR法和Western Blot检测hsa_circ_001988上游RNA结合蛋白U2AF65在33例胃癌组织及其配对正常胃粘膜中的mRNA和蛋白表达;应用Human Protein Atlas数据库分析U2AF65对TCGA数据库中354胃癌患者预后的影响;RIP实验检测U2AF65和EIF4A3与hsa_circ_001988是否存在结合作用关系;进一步采用si RNA分别干扰AGS和BGC823细胞系中U2AF65和EIF4A3的表达,q RT-PCR法检测U2AF65和EIF4A3敲减对hsa_circ_001988表达的影响。结果:1.Hsa_circ_001988在胃癌组织中的表达水平显著低于其在正常胃粘膜组织中的表达水平(P<0.001),且Hsa_circ_001988低表达与胃癌患者WHO组织学分型、Lauren分型和肿瘤浸润深度密切相关(P<0.05);根据hsa_circ_001988的表达建立ROC曲线进行分析,结果显示ROC曲线下面积为0.708,敏感度和特异度分别为0.716和0.566。与人永生化正常胃粘膜细胞系GES-1细胞相比,hsa_circ_001988在胃癌细胞系中的表达显著下降,在AGS细胞系中表达最高,在BGC823细胞系表达最低。2.q RT-PCR法检测验证成功构建hsa_circ_001988稳定高表达的BGC823胃癌细胞系,si RNA成功敲减AGS细胞系中hsa_circ_001988的表达;敲减hsa_circ_001988表达后,CCK8结果示AGS细胞增殖能力明显增强;克隆形成实验结果示AGS细胞集落形成能力明显增强;流式细胞术检测结果示AGS细胞G0/G1期比例减少;划痕愈合实验结果示AGS细胞迁移能力明显增强;Transwell迁移和侵袭实验结果示AGS细胞迁移和侵袭能力明显增强;而在BGC823细胞中过表达hsa_circ_001988后作用相反,且体内实验表明BGC823过表达hsa_circ_001988后,裸鼠皮下成瘤能力明显减弱。3.与正常胃粘膜组织相比,miR-197-3p在33例胃癌组织的表达水平显著升高,而FBXW7在33例胃癌组织中的表达水平显著降低;另外,miR-197-3p在胃癌组织的表达水平与hsa_circ_001988、FBXW7的表达呈负相关关系;而FBXW7在胃癌组织的表达水平与hsa_circ_001988的表达呈正相关关系。4.CCDC6在69例胃癌组织中的表达水平显著低于其在正常胃粘膜组织中的表达水平。KMPLOT数据库显示GEO数据库中386例FBXW7高表达组的胃癌患者总生存中位时间(65个月)显著高于245例FBXW7低表达组(34.1个月,P=0.0041)。303例FBXW7高表达组的胃癌患者首次进展中位时间(49.47个月)较219例FBXW7低表达组明显延长(23.2个月,P=0.01)。265例CCDC6高表达组的胃癌患者总生存中位时间(100.8个月)显著高于366例CCDC6低表达组(31.2个月,P=2.7e-06)。239例CCDC6高表达组的胃癌患者首次进展中位时间(12.31个月)较283例CCDC6低表达组明显延长(8.4个月,P=5.4e-06)。5.AGS胃癌细胞系敲减hsa_circ_001988后,miR-197-3p表达显著升高,而下游FBXW7和CCDC6 mRNA表达显著降低;BGC823细胞稳定过表达hsa_circ_001988后miR-197-3p表达明显降低,而下游FBXW7和CCDC6 mRNA表达明显增加。6.AGS胃癌细胞系敲减hsa_circ_001988后,Cyclin D1,YAP1,Vimentin和N-cadherin蛋白表达显著升高,E-cadherin蛋白表达显著降低;BGC823胃癌细胞系稳定过表达hsa_circ_001988后,Cyclin D1、YAP1、Vimentin和N-cadherin蛋白表达明显降低,E-cadherin蛋白表达明显升高。7.与正常胃粘膜组织相比,U2AF65在胃癌组织中的mRNA和蛋白表达均显著降低,差异有统计学意义(P<0.01)。Human Protein Atlas数据库分析结果显示,TCGA数据库所提供354例胃癌患者中,91例U2AF65低表达的胃癌患者5年生存率明显差于263例U2AF65高表达胃癌患者,Log rank生存分析(P=4.80e-2)。RIP实验结果显示U2AF65和EIF4A3对hsa_circ_001988有富集作用,富集倍数分别为8.691±0.796和12.74±1.795,。在AGS和BGC823细胞中敲减U2AF65和EIF4A3的表达能够使hsa_circ_001988的表达显著降低。结论:1.Hsa_circ_001988在胃癌组织和胃癌细胞系中的表达显著低于其在正常胃粘膜组织和人永生化正常胃粘膜细胞系的表达,其表达与胃癌患者WHO组织学分型、Lauren分型和肿瘤浸润深度密切相关,且对胃癌诊断有一定潜在价值。2.Hsa_circ_001988表达下调能显著促进胃癌细胞增殖、集落形成、迁移和侵袭能力,并使细胞周期G0/G1比例显著减少;上调hsa_circ_001988表达能够抑制胃癌细胞增殖、集落形成、迁移和侵袭能力,并使细胞周期阻滞于G0/G1期,且抑制裸鼠皮下成瘤生长,提示hsa_circ_001988在胃癌中可能发挥抑癌基因的作用。3.Hsa_circ_001988可能通过海绵吸附miR-197-3p促进FBXW7的表达,并进一步调控下游CCDC6、Cyclin D1、YAP1、EMT通路关键蛋白E-cadherin、Vimentin和N-cadherin蛋白表达,从而发挥其抑制胃癌细胞增殖、迁移和侵袭的作用。4.U2AF65在胃癌组织中显著低表达发挥抑癌基因作用,且U2AF65低表达与胃癌患者的不良预后密切相关。U2AF65和EIF4A3作为RNA结合蛋白,能够富集并促进hsa_circ_001988的环化和表达,从而在胃癌演进过程中发挥调控作用。
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