1。介绍
胃癌(GC)是第三个全球癌症死亡最常见的原因(
1]。远处转移的一个主要原因是GC细胞容易侵犯到周围器官或遥远的组织通过淋巴结或血液
2]。然而,GC转移的确切的潜在机制仍远未明朗。作为标准治疗转移性GC、化疗和放射治疗改善患者生活质量,延长生存时间,但副作用包括耐药性和系统性的细胞毒性使GC患者的5年生存率仍然很低(
3]。因此,迫在眉睫的是发现GC转移的分子机制,探索新的治疗靶点为GC治疗。
圆形的RNA (circRNAs)是一种新型的非编码RNA与共价闭合循环。他们有稳定的循环结构,丰度高,组织特异性和可以作为重要的监管机构在各种人类疾病。通过与microrna绑定或其他分子,circRNAs可以在转录调节基因的表达,转录后的,小说和转化水平,使他们成为一个潜在的治疗目标(
4]。CircRNA CDR1as,源自于小脑degeneration-associated抗原1 (CDR1)基因,已被确定为一个miR-7海绵在许多疾病,包括阿尔茨海默病(
5),心肌梗死(
6),骨关节炎(
7),和多种类型的癌症包括肝癌、非小细胞肺癌、鼻咽癌(
8- - - - - -
10]。此外,CDR1as参与肿瘤转移与不同的机制。例如,CDR1as充当mir - 135 b - 5 - p海绵和移植HIF1AN抑制入侵和卵巢癌细胞的迁移
11]。CDR1as表观遗传沉默由IGF2BP3促进入侵和转移的黑素瘤(
12]。然而,在GC CDR1as转移的作用和分子机制仍有待发现。
在这项研究中,我们观察到的抑制效应CDR1as GC细胞迁移和入侵和发现mir - 876 - 5 - p作为目标的microrna CDR1as调节GNG7表达,展示了一个新的CDR1as调节GC转移机制,为GC提供潜在的治疗靶点。
2。材料和方法
2.1。细胞系和文化
胚胎肾细胞293 t和人类GC细胞系(国网公司- 7901,bgc - 823、MKN-45 HGC-27, mgc - 803和AGS)从细胞获得银行的中国科学院(中国上海)。MKN-45, mgc - 803,和293 t细胞培养在high-glucose杜尔贝科修改鹰的介质(DMEM;美国热费希尔科学Gibco)。HGC-27, bgc - 823和国网公司- 7901细胞被维护在rpmi - 1640中(Bioind,以色列)。AGS细胞在DMEM / F-12介质(Bioind,以色列)。上述介质与10%胎牛血清(补充的边后卫;Bovogen、澳大利亚)。所有的细胞都湿润大气传播有限公司为5%2在37°C和定期免费测试支原体污染。
2.2。RNA提取和实时逆转录定量PCR (RT-qPCR)
从培养细胞总RNA提取使用试剂盒试剂(美国表达载体,卡尔斯巴德,CA)根据制造商的协议。circRNA和mRNA表达,是反向转录成RNA cDNA利用HiScript第一链cDNA合成装备(Vazyme,南京,中国),然后量化通过RT-qPCR AceQ qPCR SYBR绿色主人混合(Vazyme,南京,中国)。ABI StepOnePlus RT-qPCR反应是运行在实时PCR系统(热费希尔科学、马、美国)如下:95°C / 5分钟,95°C / 30年代,30年代和60°C / 40周期。引物序列补充表中列出
S1。RT-qPCR产品1.5%琼脂糖凝胶分离和检查紫外线照射。计算出的相对表达水平是2- - - - - -△△Ct方法与规范家政
β肌动蛋白(
13]。
2.3。基因沉默和超表达
两个不同siRNAs针对CDR1as-specific结序列设计并合成和两个siRNAs瞄准GNG7 (GenePharma、上海、中国)进行基因沉默。补充表中列出的siRNA序列
S2。microrna (mir - 203 a, mir - 876 - 5 - p, mir - 3167,和mir - 299 - 3 - p)模拟得到过度表现microrna的水平(GenePharma、上海、中国)。GC细胞培养在一夜之间37°C。核或microrna的模仿(25 nM)转染到细胞使用Lipofectamine 2000(美国表达载体,卡尔斯巴德,CA)在无血清培养基。6小时后,无血清培养基改变完全培养基和细胞RNA分析收获或功能实验后48 h和72 h后对蛋白质的分析。慢病毒表达载体(Hanbio生物技术,中国上海)是用于构造CDR1as稳定超表达细胞系包括MKN-45,国网公司- 7901和bgc - 823。细胞转导与准备慢病毒HBLV-CDR1as-GFP-PURO或HBLV-GFP-PURO (
莫伊
=
30.
),选2
μg / ml嘌呤霉素(美国表达载体,卡尔斯巴德,CA)至少两个星期。GFP的强度是由荧光显微镜评估(美国BioTek)和CDR1as水平由RT-qPCR分析决定。
2.4。细胞迁移和入侵检测
转染GC细胞(
1
×
10
5
)200年
μ无血清培养基,分别播种的上院Transwell系统(美国康宁公司)没有(迁移试验)或(入侵检测)基底膜基质(美国BD生物科学)涂层。然后,600年
μl完全培养基添加了10%的边后卫是众议院。后培养12 h(迁移试验)或24 h(入侵检测)的细胞迁移到膜的背面在4%多聚甲醛固定,0.1%结晶紫染色,显微镜捕捉到,统计。剩余nonmetastasis细胞在参议院被清除。
2.5。Dual-Luciferase报告基因分析
包含完整的重组质粒pmirGLO-CDR1as dual-luciferase记者Genscript CDR1as cDNA合成的(中国南京)。mgc - 803和293 t细胞(
2
×
10
4
分别/)被播种,一夜之间,然后,400 ng荧光素酶报告质粒和40 nM microrna的模仿cotransfected进入细胞。收集细胞后,细胞溶解48 h,然后发现萤火虫并使用Dual-Glo Renilla荧光素酶活性荧光素酶检测工具(Promega) GloMax 20/20光度计(Promega)。
2.6。免疫印迹
蛋白质从细胞或组织提取里帕裂解缓冲(皮尔斯,妈,美国)。等量的蛋白质分离了SDS变性聚丙烯酰胺凝胶(SDS - page)和转移到PVDF膜(美国微孔,Billerica的)。然后,膜阻止了5% (
w
/
v
)脱脂牛奶、孵化与特定的初级抗体在一夜之间在4°C和HRP-labelled二级抗体在37°C 1 h。增强化学发光系统(ImageQuant LAS4000mini,通用电气、日本)被用来可视化蛋白质带信号。抗体如下:兔抗
β肌动蛋白抗体(1:5000;Abclonal,武汉,中国),兔子anti-Vimentin抗体(1:800;美国Bioworld)、兔anti-E-cadherin抗体(1:300;美国圣克鲁斯)、兔anti-N-Cadherin抗体(1:300;细胞信号,美国),兔子anti-MMP2抗体(1:300;细胞信号,美国),兔子anti-MMP9抗体(1:300;细胞信号,美国),兔子anti-GNG7抗体(1:500;美国ABclonal)和山羊anti-Rabbit免疫球蛋白二次抗体(1:2000;英杰公司、美国)。每个乐队的微阅读获得使用ImageJ程序,并表示蛋白质的折叠变化取决于正常化
β肌动蛋白的表达。
2.7。转移小鼠模型
雄性BALB / c小鼠ν/ν(卡文,常州,中国)年龄在4 - 6周是根据机构防晒系数条件下饲养动物的指导方针。腹部转移模型实现如前所述[
14]。CDR1as稳定overexpressing MKN-45细胞(MKN-CDR1as)或其控制细胞(MKN-NC) (
3
×
10
6
细胞在200年
μl PBS /鼠标)注入小鼠腹部地区。两周后,小鼠牺牲和腹部地区的转移结节数和成像。所有动物实验动物使用江苏大学的伦理委员会批准。
2.8。统计分析
数据分析SPSS 21.0(美国芝加哥,IBM IL)和GraphPad Prism 5.0版本软件(La Jolla、钙、美国)。学生的
t
以及用于评估两组之间的差异,而单向方差分析应用的差异三个或更多实验小组。提出了三个独立实验的数据的
的意思是
±
SD
,
p
值< 0.05被认为是具有统计学意义。
3所示。结果
3.1。CDR1as击倒促进细胞迁移和入侵GC
我们首先研究了的角色CDR1as GC细胞转移的损失函数的策略。两个独立siRNAs反对CDR1as转染到HGC-27和mgc - 803细胞击倒CDR1as水平,和一个非特异性核被用作控制。RT-qPCR分析证实了转染效率(数字
1(一)和
1 (b))。随后,GC细胞的转移能力评估Transwell化验。结果呈现,CDR1as击倒明显促进HGC-27和mgc - 803细胞的迁移(图
1 (d)),有效地加强了GC的入侵能力细胞(图
1 (e))。进一步探索在GC细胞转移的机理,epithelial-mesenchymal过渡——(EMT)相关的蛋白和基质金属蛋白酶(MMPs)被检测到。间充质标记N-cadherin和波形蛋白的表达水平增加而上皮钙粘蛋白标志是减少CDR1as击倒后(图
1 (c))。与此同时,廉价的CDR1as提升MMP2和MMP9表达(图
1 (c))。这些结果表明,CDR1as击倒促进GC细胞的迁移和入侵可能通过诱导EMT过程和MMP的释放。
CDR1as击倒促进细胞迁移和入侵GC。(a, b) RT-qPCR HGC-27 CDR1as水平分析和mgc - 803细胞转染(NC) siRNAs CDR1as和消极的控制。(c)免疫印迹分析钙N-cadherin, CDR1as沉默后波形蛋白和MMP的表达水平。(d, e)迁移和入侵检测HGC-27和mgc - 803细胞后CDR1as击倒。所有的值表示为
的意思是
±
SD
(
n
=
3
)(
∗
p
<
0.05
,
∗
∗
p
<
0.01
,
∗
∗
∗
p
<
0.001
)。
3.2。GC CDR1as过度抑制转移的细胞在体外和体内
进一步证实CDR1as GC细胞转移的影响,我们进行了CDR1as超表达在GC细胞系(MKN-45、国网公司- 7901和bgc - 823)。GC和准备慢病毒细胞转导HBLV-CDR1as-GFP-PURO或HBLV-GFP-PURO构建CDR1as稳定overexpressing细胞和相应的控制细胞。结果表明,大多数细胞转导成功和表达GFP荧光显微镜(图下
2(一个))。同时,CDR1as水平实验群体超过100倍高于对照组由RT-qPCR(图
2 (b))。然后,Transwell化验表明,迁移和入侵GC细胞的数量与CDR1as超表达显著低于控制细胞(数字
2 (c)和
2 (d))。此外,免疫印迹分析提出N-cadherin的水平,波形蛋白,MMP2和MMP9 CDR1as overexpressing GC细胞低钙粘蛋白则高于控制细胞(图
2 (e)),这是相反的效果观察与CDR1as击倒。此外,为了评估CDR1as对GC转移的影响
在活的有机体内裸小鼠,腹腔转移模型是由CDR1as稳定overexpressing MKN-45细胞(MKN-CDR1as)及其控制细胞(MKN-NC)。我们发现腹部转移性结节的数量减少与MKN-NC相比,老鼠轴承MKN-CDR1as细胞细胞(图
2 (f))。与此同时,我们也注意到,腹部转移性结节的体积MKN-CDR1as组高于MKN-CDR1as组。这些结果表明,CDR1as过度抑制GC细胞转移
在体外和
在活的有机体内。
GC CDR1as过度抑制转移的细胞在体外和体内。(a)的GFP荧光强度MKN-45,国网公司- 7901和bgc - 823细胞后lentivirus-mediated转染。(b) RT-qPCR分析CDR1as CDR1as水平稳定overexpressing细胞系和控制细胞。(c, d)迁移和入侵检测在MKN-45,国网公司- 7901,和bgc - 823细胞与CDR1as超表达。(e)免疫印迹分析钙N-cadherin,波形蛋白和MMP的表达水平在CDR1as超表达。(f)的宏观外观裸体小鼠腹部转移模型。红色箭头指示腹转移性结节。所有的值表示为
的意思是
±
SD
(
n
=
3
)(
∗
p
<
0.05
,
∗
∗
p
<
0.01
,
∗
∗
∗
p
<
0.001
)。
3.3。mir - 876 - 5 - p逆转CDR1as促进细胞迁移和入侵GC
识别新的CDR1as除了miR-7 microrna的目标,我们搜查了在母星v2.0 (
http://starbase.sysu.edu.cn/),选择mir - 203 a, mir - 876 - 5 - p, mir - 3167, mir - 299 - 3 - p候选人根据二重复形的价值和clipReadNum targetSites的数量。Dual-luciferase报告基因分析表明,这些microrna的过度表达,尤其是mir - 876 - 5 - p,显著降低了荧光素酶报告基因的活动包含CDR1as序列mgc - 803和293 t细胞,证实CDR1as绑定能力和mir - 876 - 5 - p(数字
3(一个)和
3 (b))。此外,救援mgc - 803和MKN-45细胞进行实验。我们发现GC细胞的迁移和入侵能力被抑制CDR1as虽然mir - 876 - 5 - p醒目地扭转这种影响(数据
3 (c)和
3 (d))。此外,过度mir - 876 - 5 - p的microrna的模仿明显加强了GC细胞的转移能力,这是符合CDR1as沉默(数据引起的影响
3 (e)和
3 (f))。总的说来,这些研究结果推断mir - 876 - 5 - p可能的目标调控CDR1as GC细胞的迁移和入侵。
mir - 876 - 5 - p逆转CDR1as促进细胞迁移和入侵GC。(a, b) Dual-luciferase记者化验在mgc - 803和293 t细胞来确定潜在的microrna和CDR1as绑定能力。(c, d)迁移和入侵检测与CDR1as MKN-45和国网公司- 7901细胞过度cotransfected mir - 876 - 5 - p模仿。(e, f)迁移和入侵检测在mgc - 803, AGS和国网公司- 7901细胞转染mir - 876 - 5 - p模仿。所有的值表示为
的意思是
±
SD
(
n
=
3
)(
∗
p
<
0.05
,
∗
∗
p
<
0.01
,
∗
∗
∗
p
<
0.001
)。
3.4。CDR1as上调GNG7, mir - 876 - 5 - p的目标
确定下游目标mRNA mir - 876 - 5 - p,母星v2.0是用来预测在3000年目标mRNA 7数据库和48 mRNA选择根据重合度(补充表
S3)。mir - 876 - 5 - p对奖励的影响GC细胞转移,我们主要集中在肿瘤抑制基因,因此选择10潜在目标(补充表
S3)。转染后mir - 876 - 5 - p在AGS模仿,国网公司- 7901和mgc - 803细胞,只有GNG7和细胞系MITF mRNA水平相对较低,表明他们可能的靶基因mir - 876 - 5 - p(图
4(一))。的目标是确定哪些基因CDR1as当骗取mir - 299 - 3 - p,我们进一步发现其转录水平后CDR1as过度和击倒。GNG7是唯一一个基因的表达在MKN-45显著增加,bgc - 823,国网公司- 7901 CDR1as超表达(图
4 (b))。同时,CDR1as击倒HGC-27 GNG7水平下降和mgc - 803细胞(图
4 (c))。免疫印迹分析还表明,mir - 876模拟抑制GC GNG7蛋白水平细胞(图
4 (d)),CDR1as击倒下调而过度调节GNG7蛋白质水平(数字
4 (e)和
4 (f))。此外,upregulation GNG7蛋白质水平CDR1as overexpressing GC细胞逆转通过cotransfection mir - 876 - 5 - p(数字
4 (g)和
4 (h))。综上所述,GNG7被确定为一个目标基因的mir - 876 - 5 - GC CDR1as p和调节的细胞。
CDR1as上调GNG7, mir - 876 - 5 - p的目标。(a) RT-qPCR分析十个潜在目标mRNA水平mir - 876 - 5三GC - p细胞转染后mir - 876 - 5 - p模仿。(b, c) RT-qPCR分析GNG7和MITF GC细胞中表达水平与CDR1as过度和击倒。(d)免疫印迹分析GC GNG7蛋白质水平细胞转染mir - 876 - 5 - p模仿。(e, f)免疫印迹分析GC GNG7蛋白质水平细胞CDR1as击倒和超表达。(g h)免疫印迹分析GNG7蛋白质水平CDR1as overexpressing GC细胞cotransfected mir - 876 - 5 - p模仿。所有的值表示为
的意思是
±
SD
(
n
=
3
)(
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p
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0.05
,
∗
∗
p
<
0.01
,
∗
∗
∗
p
<
0.001
)。
3.5。击倒的GNG7逆转CDR1as促进细胞迁移和入侵GC
为了确定GNG7是一个重要的监管机构CDR1as-mediated肿瘤抑制效果,两种不同siRNAs设计和转染AGS和mgc - 803细胞击倒GNG7。RT-qPCR和免疫印迹分析证实GNG7击倒的GC细胞(图
5(一个)- - - - - -
5 (d))。转染后,GC细胞的迁移和入侵能力明显提升GNG7沉默(数字
5 (e)和
5 (f))。此外,当我们击倒在CDR1as GNG7 overexpressing GC细胞,抑制CDR1as对细胞迁移的影响和减少入侵甚至逆转(数字
5 (g)和
5 (h))。因此,这些结果表明,GNG7可以调节肿瘤抑制的影响CDR1as GC细胞转移。
击倒GNG7储备CDR1as促进细胞迁移和入侵GC。(a, c) RT-qPCR GNG7转录水平的分析与GNG7转染后siRNAs和消极的控制。(b, d)免疫印迹分析GNG7蛋白质含量与GNG7转染后siRNAs和消极的控制。(e, f) GC细胞的迁移和入侵检测后GNG7击倒。(g h)的迁移和入侵检测CDR1as overexpressing GC细胞cotransfected GNG7 siRNAs。所有的值表示为
的意思是
±
SD
(
n
=
3
)(
∗
p
<
0.05
,
∗
∗
p
<
0.01
,
∗
∗
∗
p
<
0.001
)。
4所示。讨论
肿瘤转移是许多癌症患者的治疗结果差的关键决定因素包括GC [
15]。这是一个多步细胞生物过程中EMT和增强MMP的功能是重要的为当地原发肿瘤细胞的侵入周围组织和远方
2]。CDR1as circRNA研究领域的一个热点,发现了施加不同的监管对肿瘤转移的影响在不同癌症类型。它促进细胞转移在鳞状细胞癌(
16),非小细胞肺癌(
17),和胰腺癌
18)而抑制卵巢癌细胞转移(
11和黑素瘤
12]。在目前的研究中,观察CDR1as抑制GC与增加细胞转移——和功能丧失的实验。与此同时,EMT-associated蛋白和基质金属蛋白酶表达下调。裸体小鼠的腹腔转移模型建立了GC模仿先进的转移性,表明CDR1as超表达减少腹部转移性结节的数量。虽然只有一双裸小鼠,在GC CDR1as转移的抑制效果明显在裸小鼠。因此,CDR1as抑制GC细胞转移可能通过调节MMP的释放和EMT过程。
CDR1as已经证明调节肿瘤恶化,microrna的海绵去抑制下游目标mrna。许多microrna已经被确认为CDR1as尤其是miR-7的目标。例如,CDR1as加速结直肠癌发展通过骗取miR-7上调目标EGFR-RAF1 (
19]。CDR1as充当miR-7海绵上调目标miR-7包括表皮生长因子受体,CCNE1, PIK3CD在非小细胞肺癌
9]。此外,mir - 1270验证的目标CDR1as加速肝细胞癌(
20.]。此外,CDR1as抑制卵巢癌进展,mir - 135 b - 5 - p海绵上调HIF1AN表达式(
11]。在这项研究中,mir - 876 - 5 - p被认定为CDR1as的目标。生物信息学预测结合dual-luciferase报告基因分析证实了绑定CDR1as能力和mir - 876 - 5 - p。Transwell化验显示mir - 876 - 5的奖励的影响在GC - p细胞迁移和入侵,对面CDR1as的影响。当CDR1as overexpressing细胞获救mir - 876 - 5 - p, CDR1as在细胞转移的抑制作用明显逆转。因此,CDR1as抑制GC细胞转移通过充当mir - 876 - 5 - p海绵。
G蛋白质
γ亚基7 (GNG7),大G的一员
γ家庭,据报道在各种癌症,包括胰腺癌(表达下调
21],食道癌[
22),胃肠道癌症(
23]。GNG7表达式的减少与GNG7启动子区域的甲基化
22,
24]或降低zeste同系物的增强剂2 (EZH2)和增加残疾人同族体2-interacting蛋白质(DAB2IP) [
25]。此外,大多数研究表明,GNG7是一个潜在的肿瘤抑制基因。在食道癌,高GNG7表达肿瘤微创比低GNG7表达式
在体外和
在活的有机体内(
22]。在透明细胞肾细胞癌,细胞GNG7水平表现出较低的增加G2 / M细胞周期阶段(
25]。在胃肠道癌症,GNG7抑制细胞生长
在体外和
在活的有机体内通过移植细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂p27表达Kip1(
24]。通过抑制MTOR GNG7可以诱导自噬,细胞死亡通路,抑制细胞分裂,调节肌动蛋白细胞骨架
26]。在这项研究中,GNG7被确认为mir - 876 - 5 - p的目标通过生物信息学预测结合RT-qPCR和免疫印迹分析。同时,CDR1as积极监管GNG7的蛋白质和mRNA水平。调节GNG7水平CDR1as overexpressing GC细胞可以表达下调获救mir - 876 - 5 - p,暗示CDR1as可能抑制mir - 876 - 5 - p影响移植GNG7水平。此外,GNG7可能抑制基因在调节GC转移为可拆卸的GC促进细胞迁移和入侵。GNG7的表达在CDR1as overexpressing GC细胞被撞倒,抑制对细胞转移的影响减少,甚至逆转,揭示对CDR1as GNG7是重要对GC转移起到抑制的作用。
分子靶向治疗包括小分子药物或针对表皮生长因子受体的单克隆抗体,VEGF和HER2了由于传统癌症治疗的局限性
27]。然而,肿瘤细胞可以产生耐药性,有些药物很难发展由于目标的结构
28]。microrna的海绵一样自然调节肿瘤蛋白质,circRNAs有很大的潜在开发有效的治疗靶点。操纵circRNA水平抑制肿瘤恶化可能是一个有用的方法。在我们的研究中,慢病毒载体应用显著增加GC CDR1as水平细胞和抑制GC转移
在体外和
在活的有机体内。此外,一种合成circRNA包含miR-21结合位点已被证明GC体外细胞生长抑制(
29日),这表明合成CDR1as海绵可能是一个简单,有效和方便的治疗策略。这些提议的安全性和有效性的策略仍有待进一步验证。
总之,在GC CDR1as扮演重要的抑制作用转移通过骗取mir - 876 - 5 - p移植GNG7表达式。这些发现阐明小说GC转移机制,为GC治疗提供一种很有潜力的治疗策略。