1。背景
circRNA是一种特殊类型的非编码RNA具有闭环结构在真核细胞产生的反向连接的过程。由于缺乏一个5
′
帽和多聚腺苷酸尾,circRNAs是稳定的和难以消化的核酸外切酶(
1 ,
2 ]。到目前为止,对circRNAs在人类疾病中由于缺乏强大的技术方法(
3 ]。最近,下一代测序技术和生物的创建和改进方法,新兴研究已经证明,circRNAs扮演了一个重要的角色在人类癌症
4 - - - - - -
6 ]。在乳头状甲状腺癌,过度circRNA_102171发现促进癌症进展通过激活Wnt /
β 连环蛋白通路CTNNBIP1-dependent的方式(
7 ]。CircKIAA1244,源自胃癌组织、TNM分期及淋巴结转移有关,可以作为一种新型的循环生物标志物的检测胃癌(
8 ]。在宫颈癌,circRNA_0000285可以促进宫颈癌的扩散和转移上调付,可以用来作为宫颈癌治疗的潜在目标(
9 ]。circRNAs对癌症的影响也成为研究的热点之一
10 ]。探索功能circRNAs在癌症可以为癌症的治疗提供新颖的生物标志物
11 ,
12 ]。
circFAT1 (e2)来源于FAT1 mRNA的第二个外显子。据方舟子等人胃癌,circFAT1 (e2)可以调节肿瘤抑制基因的水平RUNX1 (RUNX家族转录因子1)被作为一个海绵在细胞质中mir - 548 g和直接绑定在细胞核YBX1抑制蛋白质功能抑制癌症恶化[
13 ]。然而,circFAT1 (e2)在骨肉瘤起相反的作用。在骨肉瘤,circFAT1 (e2)可以吸附mir - 375的抑制和减少Yes-associated mir - 375蛋白1表达,促进肿瘤细胞的生长和转移
14 ]。因此,目前迫切需要研究的角色circFAT1 (e2)传播和结直肠癌(CRC)细胞的生长。
为了更好地理解的角色和机制circFAT1 CRC (e2),研究人员进行一些化验CRC细胞系HCT116 RKO。使用CCK-8化验,发现的击倒circFAT1 (e2)可以显著提高肿瘤细胞的增殖能力。Transwell化验显示,肿瘤细胞的转移能力显著降低circFAT1击倒后(e2)。Dual-luciferase记者化验表明,circFAT1 (e2)可以作为吸附miR-30e-5p海绵。我们的研究结果提供了新的生物标志物CRC患者的预后和治疗。
2。材料和方法
2.1。生物信息学分析
为了揭示基因的功能,为注释,我们使用了数据库可视化和综合发现(DAVID 6.8,
https://david.abcc.ncifcrf.gov/ )注释。我们主要分析了生物过程(BP)和分子功能(MF)。
p
<
0.05
被认为是具有统计学意义。
的潜在目标circFAT1 (e2)被确定使用circBank (
http://www.circbank.cn/ )和starBaseV2.0 (
https://bigd.big.ac.cn/databasecommons/database/id/169 )和miR-30e-5p的潜在目标被确定使用TargetScan 7.2 (
http://www.targetscan.org/vert_72/ )。
2.2。实验样品
CRC样本获得在闵行医院2016年7月至2018年3月。十CRC配对样本和正常组织被用来检测circFAT1实时PCR (e2)表达式。所有的实验都是闵行医院的伦理委员会批准的复旦大学。所有实验样品的CRC患者提供通知和书面同意从自己或他们的家庭。
2.3。细胞系体外和细胞培养实验<斜体> < /斜体>
人类的CRC细胞系HCT116 (ccl - 247)分部,Caco-2 (HTB-37), RKO (crl - 2577)和一个正常细胞系FHC (crl - 1831)写明ATCC买来(马纳萨斯,弗吉尼亚州,美国)。人类所有的CRC细胞系培养在杜尔贝科修改鹰的介质(DMEM) (BI、以色列)10%胎牛血清(的边后卫)(BI、以色列)包含5%的细胞培养孵化器有限公司2 在37°C。
2.4。RNA提取和存在
从CRC细胞总RNA提取试剂盒试剂(豆类、日本)指令后由制造商提供。逆转录和存在进行SYBR预混料Taq交货(豆类、日本)在应用生物系统公司7900 HT实时PCR系统。GAPDH作为内生基因计算相对基因表达。相对表达进行了分析使用
2
−
Δ
Δ
C
T
方法。
2.5。细胞转染
在转染前,CRC细胞(
2。5
×
10
4
/
好吧
在six-well板)是培养24小时。提供的核是GenePharma有限公司(上海,中国)。核序列如下:si-circFAT1 (e2) 5
′
-GAGACAGATTCCCGACAGTTAdTdT-3
′
si-ITGA6 5
′
-CCTAGTGGGATATGCCTCCAGGTTA-3
′
,si-NC 5
′
-UUCUCCGAACGUGUCACGUTT-3
′
。核细胞转染进CRC使用Lipofectamine 2000根据制造商的指示。所有序列使转染到CRC细胞48小时上调或下调的表达circFAT1 (e2)或ITGA6 CRC细胞。
2.6。细胞生长试验
细胞计数Kit-8 (CCK-8, Dojindo、熊本、日本)是用于检测细胞增殖能力。总共2000个CRC细胞转染后100年
μ L培养基被播种在96孔板(美国纽约康宁)。我们补充10
μ CCK-8解决方案的L(0)、24、48、72、96小时和测量光密度与微量滴定(OD) 450海里。表达的细胞存活率吸光度。总共6复制计算在相同条件下表示结果。
2.7。Transwell化验
确定细胞转移能力,和HCT116细胞在DMEM RKO 10%的边后卫被播种在24-well transwell钱伯斯(细胞入侵检测)或不预镀基底膜基质细胞迁移(检测)。细胞迁移通过与8聚碳酸酯膜气相毛孔。细胞悬液的添加到参议院transwell (8
μ 美国纽约m孔隙大小,康宁公司),和100000个细胞凝胶入侵检测矩阵。24小时孵化后,过滤膜被撤商会和洗了三次PBS和中、矩阵被移除。48小时后,过滤膜被撤商会和PBS洗了三次。迁移/入侵细胞被固定用冷甲醇10分钟,用DAPI染色(10
μ g / mL) 10分钟,在显微镜下计数,拍照后,制造商的指示。
2.8。荧光素酶报告实验
质粒(pGL3)包含野生型或突变circFAT1 (e2)和ITGA6 3
′
utr miR-30e-5p被克隆到的目标pGL3荧光素酶向量(Sangon生物科技(上海)有限公司)。然后,Renilla荧光素酶向量cotransfected进HEK(人类胚胎肾)293 t(写明atcc - crl - 11268)细胞通过Lipofectamine 2000(表达载体,卡尔斯巴德,CA)是一种消极的控制。293 t细胞在DMEM培养,10%的边后卫,然后保持在湿润的气氛中5%的股份有限公司2 在37°C。荧光素酶活性检测24小时后根据Dual-Luciferase记者分析系统(Promega,麦迪逊,威斯康辛州,美国)。
2.9。统计分析
所有的数据在这个研究中被表示为
意味着
±
SDs
。实验数据计算与分析SPSS 19.0统计软件(美国IBM公司)。使用学生的团体之间的差异计算
t
以及或单向方差分析(方差分析)。我们认为
p
<
0.05
统计学意义。事后考验我们用于成对比较单向方差分析是LSD(最小显著差)。
3所示。结果
3.1。生物信息学分析circRNA circFAT1 CRC (e2)
circFAT1 (e2)与肿瘤进展报告。然而,这两个角色在CRC在很大程度上仍不清楚。在目前的研究中,我们第一次在CRC使用生物信息学分析探索其潜在的作用。生物信息学分析显示,circFAT1 (e2)是参与调节生物过程(图20
1(一) )。分子功能分析表明circFAT1以下15 (e2)显著相关监管机制的有机循环复合绑定:杂环化合物绑定,核苷酸绑定,催化活性,作用于DNA,催化活性,腺嘌呤核苷酸绑定,ATP绑定,核酸绑定,绑定嘌呤核苷酸,核苷酸绑定,嘌呤核糖核苷三磷酸绑定,碳水化合物衍生绑定,RNA绑定,小分子结合,嘌呤核苷酸绑定(图
1 (b) )。结果表明,circFAT1 (e2)可能参与调节通过这些途径CRC的发生和发展。
图1
生物信息学分析circRNA circFAT1 CRC (e2)。(一)生物信息学分析显示,circFAT1 (e2)是参与调节多种生物过程。(b)的分子功能分析circFAT1 (e2)。
(一)
(b)
3.2。的表达水平circRNA circFAT1 (e2)和circFAT1 (e2) CRC组织促进CRC细胞增殖
我们验证circFAT1 (e2)表达式使用10对CRC样本。如图
2(一个) 的相对表达水平circFAT1 (e2) CRC平均增加了7.3倍的价格相比邻近的正常组织。总的来说,这些数据表明,circFAT1 (e2)可能与CRC的进展。通过检测circFAT1 CRC (e2)水平细胞,我们发现circFAT1 (e2)和HCT116细胞高度表示相比,RKO HT29细胞(图所示
2 (b) )。然后,丧失化验应用使用siRNAs专门针对这个circRNA。在这项研究中,我们设计和测试两个siRNAs击倒circFAT1 (e2)。siRNA2淘汰赛效率很低(数据没有显示)。因此,我们使用siRNA1探索circFAT1的势函数(e2)在CRC(图
2 (c) )。此外,我们还测试了淘汰赛si-ITGA6效率(图
2 (d) )。CCK-8化验结果表明,circFAT1 (e2)击倒抑制HCT116和RKO细胞的增殖能力(数据
2 (e) 和
2 (f) )。
图2
的表达水平circRNA circFAT1 (e2) CRC组织和circFAT1 (e2)促进了CRC体外细胞增殖。(一)CircFAT1 (e2) CRC相邻非肿瘤的组织和正常组织的表达水平。误差线代表
的意思是
±
SD
至少有三个独立的实验。
∗
∗
∗
p
<
0.001
与对照组。(b)相对circFAT1 (e2)表现正常结直肠细胞3 CRC细胞系如HCT116、CaCO2, RKO。误差线代表
的意思是
±
SD
至少有三个独立的实验。
∗
p
<
0.05
和
∗
∗
p
<
0.01
与对照组。(c)的相对circFAT1 (e2)表达在HCT116负控制,细胞RKO circFAT1击倒后(e2) si-circFAT1 (e2)。误差线代表
的意思是
±
SD
至少有三个独立的实验。
∗
p
<
0.05
和
∗
∗
p
<
0.01
与对照组。(d)的相对ITGA6表达式在HCT116负控制和细胞RKO si-ITGA6 ITGA6击倒后。误差线代表
的意思是
±
SD
至少有三个独立的实验。
∗
p
<
0.05
和
∗
∗
p
<
0.01
与对照组。(e, f) CCK-8化验CRC细胞系转染si-NC或si-circFAT1 (e2)。误差线代表
的意思是
±
SD
至少有三个独立的实验。
∗
p
<
0.05
和
∗
∗
p
<
0.01
与对照组。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
3.3。circFAT1 (e2)击倒抑制CRC迁移和入侵
Transwell化验迁移和入侵进行使用si-circFAT1 (e2),结果表明,circFAT1 (e2)沉默减少了CRC的迁移和入侵细胞通过室膜(数字
3(一个) 和
3 (c) )。HCT116迁移的数量和细胞RKO circFAT1 (e2)击倒组减少了约75%和60%,分别比对照组(图
3 (b) )。入侵HCT116和细胞RKO circFAT1 (e2)击倒组减少了约55%和85%,分别比对照组(图
3 (d) )。这些结果说明沉默circFAT1 (e2)抑制了CRC的迁移和入侵细胞体外。
图3
circFAT1击倒(e2)抑制CRC细胞的迁移和入侵的能力。(a, b) Transwell细胞迁移试验与si-NC CRC细胞转染或si-circFAT1 (e2)。误差线代表
的意思是
±
SD
至少有三个独立的实验。
∗
∗
p
<
0.01
和
∗
∗
∗
p
<
0.001
与对照组。(c, d) Transwell细胞入侵检测在HCT116和细胞转染RKO si-NC或si-circFAT1 (e2)。误差线代表
的意思是
±
SD
至少有三个独立的实验。
∗
∗
p
<
0.01
和
∗
∗
∗
p
<
0.001
与对照组。
(一)
(b)
(c)
(d)
3.4。miR-30e-5p直接的目标circFAT1 (e2)
因此,我们确定了潜在的microrna针对circFAT1 (e2)。许多在线数据库分析表明miR-30e-5p可能的直接结合位点circRNA(图
4(一) )。结果表明,miR-30e-5p之间有一系列互补的结合位点和circFAT1 (e2)。此外,dual-luciferase记者化验表明,circFAT1 (e2)可能与miR-30e-5p(图
4 (b) )。此外,CRC miR-30e-5p增加的相对表达水平与si-circFAT1转染后细胞(e2)(图
4 (c) )。然而,miR-30e-5p没有改变的高表达的相对丰度circFAT1 (e2)(图
4 (d) )。图
4 (e) 表明miR-30e-5p miR-30e-5p-in超表达和抑制效率更高,分别。我们的研究结果显示,circFAT1 (e2)作为miR-30e-5p海绵。CCK-8试验表明,高表达的miR-30e-5p明显抑制CRC的增殖细胞的沉默miR-30e-5p推广这种扩散(数字
4 (f) 和
4 (g) )。此外,transwell化验证明miR-30e-5p超表达明显减少了CRC细胞(数据的转移能力
4 (h) - - - - - -
4 (k) )。
图4
miR-30e-5p circFAT1的直接结合位点(e2)。(a, b) 293年dual-luciferase报告分析t细胞转染与荧光素酶报告质粒含有circFAT1 (e2) (circFAT1 (e2) 3
′
UTR-WT或circFAT1 (e2) 3
′
UTR-mut) mimic-NC、miR-30e-5p或miR-30e-5p-in。误差线代表
的意思是
±
SD
至少有三个独立的实验。
∗
p
<
0.05
miR-30e-5p与mimic-NC。
#
p
<
0.05
miR-30e-5p-in与inhibit-NC。miR-30e-5p-in代表miR-30e-5p抑制剂。(c)的存在化验miR-30e-5p mimic-NC在CRC的相对表达水平细胞转染si-circFAT1 (e2)或si-NC。误差线代表
的意思是
±
SD
至少有三个独立的实验。
∗
∗
p
<
0.01
与对照组。(d)中存在化验相对circFAT1 (e2)表达式mimic-NC CRC细胞转染mimic-NC或miR-30e-5p。误差线代表
的意思是
±
SD
至少有三个独立的实验。(e) miR-30e-5p表达水平由中存在与mimic-NC CRC细胞转染,miR-30e-5p或miR-30e-5p-in。误差线代表
的意思是
±
SD
至少有三个独立的实验。
∗
∗
∗
p
<
0.001
miR-30e-5p与mimic-NC。
#
p
<
0.05
miR-30e-5p-in与inhibit-NC。miR-30e-5p-in代表miR-30e-5p抑制剂。(f) G CCK-8化验与mimic-NC CRC细胞转染,miR-30e-5p或miR-30e-5p-in。误差线代表
的意思是
±
SD
至少有三个独立的实验。
∗
p
<
0.05
和
∗
∗
p
<
0.01
miR-30e-5p与mimic-NC。
#
p
<
0.05
和
#
#
p
<
0.01
miR-30e-5p-in与inhibit-NC。miR-30e-5p-in代表miR-30e-5p抑制剂。(h i) Transwell迁移试验与miR-30e-5p HCT116细胞转染或mimic-NC Lipofectamine 2000。误差线代表
的意思是
±
SD
至少有三个独立的实验。
∗
p
<
0.05
miR-30e-5p与mimic-NC。(j, k) Transwell入侵检测在细胞转染RKO miR-30e-5p或mimic-NC Lipofectamine 2000。误差线代表
的意思是
±
SD
至少有三个独立的实验。
∗
∗
∗
p
<
0.001
miR-30e-5p与mimic-NC。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
(我)
(j)
(k)
3.5。ITGA6充当miR-30e-5p在CRC的功能目标
接下来,我们探讨了CRC miR-30e-5p的潜在影响和可能的目标。的目标mrna miR-30e-5p TargetScan数据库(图得到
5(一个) )。从dual-luciferase化验结果证实,相对荧光活动后明显减少WT 3
′
utr ITGA6与miR-30e-5p cotransfected,表明miR-30e-5p和ITGA6(图之间的交互
5 (b) )。此外,upregulation miR-30e-5p减少或增强ITGA6差别或对这些基因的表达(图
5 (c) )。然后,我们进行救援化验确认miR-30e-5p抑制CRC进展通过ITGA6(图
5 (d) )。Transwell和CCK-8化验表明,击倒ITGA6逆转miR-30e-5p抑制剂的影响细胞迁移和增殖细胞RKO(数字
5 (e) 和
5 (f) )。因此,我们证实ITGA6可能发展的miR-30e-5p CRC的目标。
图5
下游ITGA6作为一个潜在的结合位点的miR-30e-5p CRC的过程。(a, b)在293年Dual-luciferase测定t细胞转染与荧光素酶报告质粒含有ITGA6 3
′
UTR(野生型和突变体)与mimic-NC miR-30e-5p或miR-30e-5p-in。误差线代表
的意思是
±
SD
至少有三个独立的实验。
∗
p
<
0.05
miR-30e-5p与mimic-NC。
#
p
<
0.05
miR-30e-5p-in与inhibit-NC。(c)的相对mRNA ITGA6与miR-30e-5p-in 293 t细胞转染,miR-30e-5p或mimic-NC。误差线代表
的意思是
±
SD
至少有三个独立的实验。
∗
p
<
0.05
miR-30e-5p与mimic-NC。
#
p
<
0.05
miR-30e-5p-in与inhibit-NC。(d) 293年ITGA6 t细胞的表达水平与si-ITGA6转染,miR-30e-5p-in或mimic-NC。误差线代表
的意思是
±
SD
至少有三个独立的实验。
∗
p
<
0.05
si-ITGA6与si-NC。
#
p
<
0.05
miR-30e-5p-in与inhibit-NC。(e)细胞迁移试验,并在293年(f) CCK-8测定t细胞的转染与si-ITGA6 miR-30e-5p-in或mimic-NC。误差线代表
的意思是
±
SD
至少有三个独立的实验。
∗
p
<
0.05
与对照组。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
4所示。讨论
众所周知,CRC患者手术后的整体存活率仍然很低[全球
15 - - - - - -
17 ]。据统计,2018年新的CRC病例的数量排名第三,这种癌症的死亡率位居第二(在所有癌症
18 ,
19 ]。因此,新型生物标志物的鉴定是特别重要的CRC的早期诊断和监测。相当数量的microrna是CRC的检测标记(
20. ,
21 ]。例如,miR-21和mir - 92 a可以在CRC患者的血清样本检测,可以潜在的诊断标志物。血清mir - 92 a的高表达与患者的不良预后CRC (
22 ]。mir - 135 b可以作为分子标记对早期筛查CRC (
1 ]。mir - 106 a比mir - 135 b更稳定,可增加粪便的敏感性检测(
23 ]。通过微阵列分析,发现多达20个microrna在CRC细胞差异表达这些microrna的表达水平增加或减少在不同癌症的阶段
24 ,
25 ]。CRC的治疗标志物与临床药物的使用有关。例如,与西妥昔单抗治疗的患者的临床研究表明,miR-31-5p癌症发展阶段密切相关(
26 ,
27 ]。mir - 200 - c可以作为分子标记监控疾病的进展,及其四期患者血清中的表达水平CRC明显高于早期——和中间阶段患者的血清
28 ,
29日 ]。同样,研究发现,患者的表达水平相对较高mir - 224有一个预后不良(
30. ]。
circRNAs通常来源于线性RNA序列的反向连接各种microrna的结合位点,因此作为龙头(竞争内源性RNA)来影响他们的活动和抑制下游基因表达的差别,对这些基因的microrna [
31日 ]。电抗器是一种记录,可以相互调节转录后的级别与共享microrna[竞争
32 ]。The ceRNA network connects the function of protein-coding mRNA with the function of noncoding RNA (such as microRNA, long noncoding RNA, pseudogene RNA, and circular RNA) [
33 ]。RNA转录作为龙头、或自然microRNA海绵;他们相互沟通和调节表达争夺绑定共享小分子核糖核酸(
34 ]。ciRS-7是第一circRNA提出了调控多种基因的表达,包括miR-7。ciRS-7可以调节癌基因的表达,骗取miR-7 [
35 ]。在胎盘类哺乳动物,与ciRS-7 miR-7是紧密耦合的。目前,一些证据表明,miR-7相关的各种途径和疾病:直接监管
α -核蛋白,它扮演了一个角色在帕金森病,它调节mTOR信号通路在胰岛B细胞,促进细胞增殖,和直接目标、会使致癌物质在肿瘤信号通路,它有一个显著的肿瘤抑制效果(
36 ]。大量的研究已经证实,circRNAs发挥重要作用在调节癌症的发生和发展
37 ,
38 ),包括circFAT1 (e2) [
13 ]。例如,在骨肉瘤,circFAT1 (e2)海绵mir - 375刺激癌细胞的生长和转移
14 ]。在胃癌,circFAT1 mir - 548 g (e2)可以吸附抑制癌细胞的生长。这些结果显示的复杂角色circFAT1 (e2)作为调节因子在癌症
13 ]。我们的结果表明,circFAT1 (e2)可以作为龙头、竞争性结合下游miR-30e-5p和减少miR-30e-5p丰富的细胞。此外,超表达的差别,对这些miR-30e-5p抑制和增强了CRC细胞的迁移和增长能力。
ITGA6-encoding蛋白与细胞粘附有关。现有证据表明,ITGA6与癌症的发展,参与调节肿瘤细胞的转移和侵袭性能力
39 ]。作为一个例子,布鲁克斯等人发现的高表达ITGA6可以提高乳腺癌细胞的侵袭性,刺激肿瘤起源细胞的活动阶段的肿瘤发生[
40 ]。据Yamakawa et al ., ITGA6对邪恶的粘附能力有重要影响高 白血病细胞。高表达的ITGA6能增强肿瘤细胞的粘附能力,导致预后不良的邪恶高 白血病患者(
39 ]。我们的结果表明,miR-30e-5p可以抑制肿瘤细胞增殖和迁移,减少ITGA6在CRC的表达。
这项研究有一定的局限性。circFAT1 (e2)超表达实验确认导致肿瘤的影响circFAT1 (e2)应该执行。在未来的研究中,我们将使用数据库和临床样本收集更多探索circFAT1之间的相关性(e2)和临床参数(包括TNM阶段、组织学分化时代和生存时间)。然后,我们还将探索ITGA6在增殖的作用,移民,和CRC的入侵。此外,我们将进一步探索的海绵效应circFAT1 (e2) miR-30e-5p进一步澄清circFAT1机制(e2)在结直肠癌,如RNA下拉和撕裂的声音。
综上所述,当前的工作表明circFAT1 (e2)增强ITGA6抑制miR-30e-5p表达式的表达水平,促进了入侵,移民和CRC细胞的扩散。简而言之,这项研究提供了一种新的目标筛选、诊断、治疗和监测CRC。