PPAR PPAR研究 1687 - 4765 1687 - 4757 Hindawi 10.1155 / 2021/6661828 6661828 研究文章 miR-22-3p / PGC1 β通过PPAR抑制乳腺癌细胞肿瘤发生 γ Xuehui 1 2 Zhilu 1 2 https://orcid.org/0000 - 0003 - 2418 - 3617 1 2 Sainan 1 甲状腺和乳房手术 上海第十人民医院 医学院的 同济大学 上海200072 中国 tongji.edu.cn 2 南京医科大学 南京211166 中国 njmu.edu.cn 2021年 13 3 2021年 2021年 30. 10 2020年 16 12 2020年 24 2 2021年 13 3 2021年 2021年 版权©2021王Xuehui et al。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

在这项研究中,我们发现miR-22-3p表达减少乳腺癌细胞系和组织(BC)。超表达公元前miR-22-3p抑制增殖和迁移的细胞在体外和体内,虽然消耗miR-22-3p表现出相反的效果。重要的是,miR-22-3p PGC1可以直接目标 β最后调节PPAR γ通路在公元前。总之,miR-22-3p / PGC1 β通过PPAR公元前抑制细胞肿瘤发生 γ,这可能成为一个潜在的生物标志物和治疗目标。

中国国家自然科学基金 82073204
1。介绍

乳腺癌(BC)是最常见的一个诊断恶性肿瘤和女性癌症死亡的首要原因。 1]。尽管重大进展在公元前外科手术和医疗管理已经展出,发病率和死亡率仍自2008年以来增长了18% ( 2]。较高的转移、复发和耐药的主要原因是公元前患者生存预后不良和低。因此,进一步研究的分子机制和发现新的生物标志物仍急需公元前的诊断和治疗。

小分子核糖核酸(microrna)是一种单链和高度保守的小非编码rna,参与许多生物过程( 3, 4]。microrna通常抑制基因表达在转录后的水平通过直接识别互补序列的3 翻译区(3 utr) mrna的目标。各种各样的microrna已确定在公元前的病因扮演重要的角色。例如,mir - 135 - 5 - p可以抑制TGF - β全身epithelial-mesenchymal过渡和转移通过瞄准SMAD3在公元前 5]。通过GSK-3公元前miR-27a促进发展 β( 6]。具体来说,低血清miR-22被发现显著的表达与短生存和预后不良( 7]。然而,miR-22的作用是证明作为一个肿瘤抑制和启动子在先前的研究 8, 9]。

作为核受体超家族成员,过氧物酶体proliferator-activated受体(PPARs) ligand-activated转录因子(TFs)。主要有三个PPARs同形像,包括PPAR α,PPAR β,PPAR γ( 10]。他们是参与细胞分化、细胞增殖和肿瘤发生。其中,越来越多的证据表明,PPAR γ防止通过抑制肿瘤细胞增殖。例如,PPAR γ可以抑制肺腺癌的发展通过肿瘤细胞增殖的调控和transmission-related分子( 11, 12]。PPAR γ很容易产生抗血管新生作用,被称为癌症的标志( 13]。Downregulation PPAR的 γ与减少终端分化和细胞周期阻滞,导致细胞增殖,导致肿瘤发生[ 14]。

过氧物酶体proliferator-activated受体γ辅活化因子1α和β(PPAGC1A / PGC1 α和PPARGC1B / PGC1 β)是线粒体生物起源和细胞代谢的主要监管机构( 15, 16),PPAR信号网络中扮演重要角色( 17]。PGC1 β已被证明是与一些癌症相关。例如,肝PGC1 β作为转录看门人线粒体功能为肝细胞癌的进展( 18]。FOXO3 / PGC1 β信号轴被证明是至关重要的维持胰腺导管腺癌肿瘤干细胞属性( 19]。具体来说,PGC1 β明显被证明在公元前,可能抑制细胞凋亡的细胞通过mTOR信号通路( 20., 21]。PGC1 β调节HER2-overexpressing BC细胞增殖代谢和氧化还原途径( 22]。PGC1 β公元前控制肿瘤的生长和转移,SREBP1-mediated HKDC1表达式( 23]。此外,PGC1 β可以配合PPAR γPPAR之间,使随后的互动 γ和其他转录因子( 24]。PGC1 β介导PPAR γ激活osteoclastogenesis [ 25]。因此,我们推测,PPAR信号网络中扮演一个重要的角色在公元前的开发和发展。

在目前的研究中,我们发现miR-22-3p下调在公元前公元前和抑制细胞肿瘤发生。然后,我们表明,PGC1 β被miR-22-3p监管。此外,我们发现miR-22-3p / PGC1的影响 β在公元前,至少部分由PPAR γ信号通路。

2。材料和方法 2.1。临床肿瘤组织样本

肿瘤组织及其附近的正常组织公元前47收集病人的乳房癌和甲状腺手术上海第十人民医院同济大学(上海,中国)。没有收到任何局部或全身性治疗的患者在手术之前,和所有组织标本立即snap-frozen在液态氮,直到进一步的使用。所有在这个手稿的研究机构伦理委员会批准上海第十人民医院。我们从所有患者获得知情同意。

2.2。细胞培养

公元前人类HEK293T和细胞系(mda - mb - 231, MCF-7, hcc - 1937和SKBR3)和正常乳腺上皮细胞系(MCF-10A)获得中国科学院(中国上海)。mda - mb - 231, HEK293T MCF-7, hcc - 1937和SKBR3在杜尔贝科修改鹰的培养基培养细胞(DMEM)(美国Gibco) 10%胎牛血清(的边后卫)(美国Gibco)、青霉素(100单位/毫升),和链霉素(100 μg / ml) (Enpromise,中国)。MCF-10A细胞培养在乳腺上皮基底介质(MEBM)(美国Cambrex)。所有细胞培养在37°C公司为5%2

2.3。转染试验

我们购买miR-22-3p模仿、miR-22-3p抑制剂和非特异性miR-negative控制(miR-NC)低聚糖RiboBio(广州)。当mda - mb - 231的密度或MCF-7细胞达到80%,细胞转染100 nmol / l miR-22-3p模仿,miR-22-3p抑制剂,或使用Hieff miR-NC反式™脂质体转染试剂(Yeasen,中国)根据制造商的指示。孵化后24 - 48 h,细胞收获进行进一步分析。

2.4。定量实时聚合酶链反应(RT-qPCR)

总RNA提取冰冻组织和培养细胞的试剂盒试剂(美国表达载体,卡尔斯巴德,CA)和RNA样品的浓度和纯度是评估Nanodrop 2000分光光度计(美国热费希尔科学)。互补脱氧核糖核酸合成由商业互补脱氧核糖核酸合成装备(Yeasen,中国)。我们进行了使用SYBR RT-qPCR绿色PCR试剂盒(Yeasen,中国),设计并合成和引物序列由RiboBio(广州)。microrna的表达是由阈值评估周期(CT)值和分析使用2- - - - - - ΔΔCt方法。引物的序列可以根据要求提供。

2.5。MTT试验

5-Dimethylthiazol-2-yl 3 - (4) 2, 5-diphenyltetrazolium溴化(MTT)试验进行检测细胞增殖能力。转染24 h后,每口井的2000个细胞的密度是放在96 -孔板。这些细胞被发现按照制造商的指示使用3 - (4 5-Dimethylthiazol-2-yl) 2, 5-diphenyltetrazolium溴化(MTT)试验设备(σ,圣克拉拉、钙、美国)。发现了490纳米光学密度标(美国BioTek)。

2.6。集落形成实验

每口井的800 - 1000细胞的密度是转入6-well盘子。细胞殖民地用冷洗两次磷酸盐(PBS),用75%乙醇固定,沾0.1%水晶紫色直到殖民地是可见的。然后,殖民地拍摄和计算。

2.7。伤口愈合实验

mda - mb - 231和MCF-7细胞转染与一系列结构示6-well盘子。当confluency治疗细胞达到约90%,划痕是画一个200年生产的细胞单层的 μl吸管翻倒的表面,保持垂直于板。层在DMEM培养,2%的边后卫。伤口愈合的照片拍摄在0 h和24小时在同一位置观察细胞运动。

2.8。迁移分析

我们使用transwell钱伯斯(康宁公司,洛厄尔,妈,美国)来测量细胞的迁移能力。转染细胞与200年被添加到参议院 μl无血清培养基,中有10%的边后卫是添加到众议院。12 - 24 h后,细胞被移除在参议院的棉签。然后,细胞的对面过滤器与75%乙醇固定10分钟,然后沾0.1%结晶紫为10分钟。代表照片是用显微镜(徕卡微系统,曼海姆,德国)。

2.9。Dual-Luciferase记者分析

根据我们之前的研究( 26, 27),确认miR-22-3p PGC1直接目标 β3 utr,野生和突变记者PGC1的质粒 β是单独设计并合成了IBSBio(上海,中国)。HEK293T细胞cotransfected质粒构建记者,连同miR-22-3p模仿或miR-22-3p-NC使用Lipofectamine®2000(表达载体;美国热费希尔科学)。48小时后,测定荧光素酶活动的Dual-Luciferase®记者分析工具(Yeasen,中国)。对Renilla萤火虫荧光素酶比例计算。

2.10。免疫印迹分析

蛋白质提取使用里帕裂解缓冲(Beyotime、江苏、中国),以及使用蛋白质浓度进行检测化验设备(Beyotime、江苏、中国)。蛋白溶解产物分离10%钠十二烷基sulfate-polyacrylamide凝胶,然后转移到硝酸纤维素(Beyotime、江苏、中国),这是孵化1 h和5%脱脂牛奶和免疫印迹一夜之间在4°C主要抗体:anti-PCNA(美国Proteintech) anti-PGC1 β(中国)Abclonal anti-PPAR γ(中国)Abclonal anti-NK - κ美国B (CST), anti-C-myc(美国CST) anti-MMP2(美国CST) anti-MMP9(美国CST) anti-cyclin D1(美国Abcam)和anti-cyclin E(美国Abcam)。第二天,在二次抗体膜被孵化1 h在室温下。稀释的抗体用于本研究1:1000。信号的蛋白质乐队被奥德赛红外扫描系统扫描(美国东北Li-Cor,林肯)。

2.11。鱼化验

日博™荧光原位杂交工具包(日博,中国)是用于鱼化验。具体调查miR-22-3p设计、合成了IBSBio(上海,中国)。4,6-Diamidino-2-Phenylindole (DAPI)是用于染色细胞核。荧光显微镜(奥林巴斯BX53生物显微镜)被用来捕获细胞的图像。

2.12。统计分析

组之间的差异的重要性是评估GraphPad棱镜V8.3.0 (GraphPad、钙、美国)。所有的实验都重复了三遍。数据来自三个独立实验给出的 意味着 ± 标准 偏差 (SD)。学生的 t 以及(双尾)被用来画一个对比组,和 p 值< 0.05被认为是显著的。

3所示。结果 3.1。miR-22-3p在公元前细胞系和组织减少

结果从TGCA数据库显示,表达miR-22-3p减少在公元前(图 S1A)。miR-22-3p的表达被RT-qPCR在公元前47对评估组织和邻近的正常组织。RT-qPCR结果表明miR-22-3p的表达明显减少BC组织(35/47,74.5%)(数据 1(一) 1 (b))。此外,我们检查了在公元前miR-22-3p细胞系的表达(mda - mb - 231、MCF-7 hcc - 1937和SKBR3)和正常乳腺上皮细胞系(MCF-10A)。一致的发现公元前标本,miR-22-3p表达式在BC细胞系(图表达下调 1 (c))。为了更好地探索miR-22-3p的功能和机制,RNA荧光原位杂交(FISH)分析检测miR-22-3p的本地化。鱼的分析显示,miR-22-3p主要是彩色的细胞质BC细胞系(图 1 (d))。在分析了miR-22-3p的表达和临床病理之间的关系变量公元前47年的病人,我们发现高miR-22-3p是负面的表达与TNM阶段有关,淋巴结转移、肿瘤大小但没有相关性与年龄和远处转移(表 1)。2 ΔΔct公元前miR-22-3p表达组织价值大于,在邻近的正常组织被认为是高表达。

miR-22-3p在公元前细胞系和组织减少。(a, b) miR-22-3p低表达在公元前组织与邻近正常组织相比。(c) miR-22-3p低表达在BC细胞系。(d)检测的colocalization miR-22-3p RNA在细胞质鱼化验(放大,×400)。红色,mir - 200 - a - 3 - p;蓝色,DAPI。 p < 0.1 ; p < 0.001 ; p < 0.0001

miR-22-3p的表达之间的关系以及各种临床病理的变量。

病人的特点 miR-22-3p表达式 p 价值
高( N = 12 ) 低( N = 35 )
年龄 0.7065
< 60 20. 5 15
≥60 27 7 20.
TNM阶段 0.0200
我和二世 30. 11 19
III和IV 17 1 16
肿瘤大小(cm) 0.0237
≤2 26 10 16
> 2 21 2 19
淋巴结转移 0.0423
32 11 21
积极的 15 1 14
远处转移 0.0931
没有 40 12 28
是的 7 0 7

p 从卡方检验值( p < 0.05 )。

3.2。公元前miR-22-3p抑制细胞增殖的细胞

mda - mb - 231和MCF-7细胞转染miR-22-3p模仿或抑制剂。RT-qPCR是用于验证转染效率(数据 2(一个) 2 (b))。BC转染细胞的增殖能力是衡量MTT检测和集落形成试验。过度miR-22-3p可能抑制mda - mb - 231的增殖和MCF-7细胞而miR-22-3p损耗(数据显示相反的能力 2 (c)- - - - - - 2 (f))。与上面的结果一致,蛋白免疫印迹分析表明,增殖细胞核抗原被miR-22-3p抑制增殖标志物表达模拟,(数字 2 (g) 2 (h))。以上结果表明miR-22-3p可能在公元前细胞抑制增殖。

公元前miR-22-3p抑制细胞增殖的细胞。(a, b)的表情证实了miR-22-3p RT-qPCR mda - mb - 231和MCF-7细胞。(c, d) miR-22-3p对扩散的影响在mda - mb - 231和MCF-7细胞MTT试验。(e, f) miR-22-3p对扩散的影响在mda - mb - 231和MCF-7细胞集落形成试验。(g h) miR-22-3p对扩散的影响在mda - mb - 231和MCF-7细胞免疫印迹。 p < 0.01 ; p < 0.001 ; p < 0.0001

3.3。公元前miR-22-3p抑制细胞迁移的细胞

公元前我们进一步探索miR-22-3p生物功能的迁移。通过伤口愈合分析,有限的迁移的miR-22-3p高表达组与对照组48小时后进行伤口愈合。相反的结果中观察到miR-22-3p损耗组(数字 3(一个)- - - - - - 3 (c))。一致,transwell迁移化验的结果表明,升高miR-22-3p降低mda - mb - 231细胞迁移(数据 3 (d)- - - - - - 3 (f))。

公元前miR-22-3p抑制细胞迁移的细胞。伤口愈合(a - c)测定在mda - mb - 231细胞系进行处理miR-22-3p模仿或miR-22-3p抑制剂(miR-NC -控制)。(d-f)进行了细胞迁移实验在mda - mb - 231细胞系对待miR-22-3p模仿或miR-22-3p抑制剂(miR-NC -控制)。 p < 0.01 ; p < 0.001 ; p < 0.0001

3.4。PGC1 <斜体>β< /斜体> miR-22-3p的直接目标

按照预测TargetScan PGC1 β被发现的潜在目标miR-22-3p(数据吗 4(一) 4 (c))。有两个可能的结合位点miR-22-3p和PGC1之间 β。通过构建质粒和变异向量包含3 -UTRs与野生型和突变体序列,化验证实PGC1 dual-fluorescein记者 β的直接目标是miR-22-3p(数据 4 (b) 4 (d))。来验证miR-22-3p和PGC1之间的交互 β,我们发现PGC1的表达 β在mda - mb - 231和MCF-7细胞转染miR-22-3p模仿或miR-22-3p抑制剂。结果表明,PGC1的mRNA水平 β是消极受miR-22-3p(图 4 (e))。一致,蛋白免疫印迹结果表明PGC1的蛋白质水平 β转染后显著下调miR-22-3p模仿和调节miR-22-3p转染后抑制剂(数据吗 4 (f)- - - - - - 4 (h))。这些结果表明PGC1 βmiR-22-3p的直接目标。有趣的是,当PGC1的蛋白质水平 β改变,PPAR γ显示了相反的趋势。上述结果提示我们探索是否miR-22-3p / PGC1 β通过PPAR公元前抑制细胞肿瘤发生 γ

PGC1 βmiR-22-3p的直接目标。(a, c)在miR-22-3p和PGC1假定的互补的站点 β通过生物信息学分析预测(TargetScan)。(b, d)化验证明PGC1 Dual-luciferase记者 βmiR-22-3p的直接目标。(e) PGC1 βmRNA水平取决于rt - pcr在mda - mb - 231和MCF-7细胞不同的治疗。(f-h)代表西方PGC1的印迹和量化 β和PPAR γ在mda - mb - 231和MCF-7细胞具有不同的治疗。 β肌动蛋白是作为内部控制。 p < 0.01 ; p < 0.001 ; p < 0.0001

3.5。miR-22-3p抑制公元前细胞的增殖和迁移通过PGC1 <斜体>β< /斜体>

我们设计了营救化验mda - mb - 231和MCF-7细胞进一步验证是否miR-22-3p影响通过PGC1 BC细胞的生物学功能 β。转染后与特定的PGC1核 β(si-PGC1 β),细胞增殖和迁移能力MCF-7和mda - mb - 231细胞的抑制。与此同时,si-PGC1 β部分逆转禁止性miR-22-3p抑制剂对细胞增殖和迁移的影响(数据 5(一个)- - - - - - 5 (f))。此外,upregulation PGC1 miR-22-3p抑制剂的影响 β蛋白质水平被si-PGC1部分倒 β(数据 5 (g)- - - - - - 5(我))。因此,我们证实,公元前miR-22-3p抑制细胞增殖和迁移的细胞通过直接瞄准PGC1 β

miR-22-3p抑制通过PGC1公元前细胞的增殖和迁移 β。(模拟)PGC1击倒 β部分逆转miR-22-3p inhibitor-induced促进增殖的mda - mb - 231和MTT比色MCF-7细胞试验测定和殖民地。(e, f) PGC1击倒 β部分逆转miR-22-3p inhibitor-induced促进迁移的mda - mb - 231和MCF-7细胞由transwell化验。(胃肠道)为PGC1免疫印迹分析 β/ PPAR γ蛋白质含量在mda - mb - 231和MCF-7细胞。 p < 0.05 ; p < 0.01 ; p < 0.001 ; p < 0.0001

3.6。抑制PPARγ<斜体> < /斜体>变弱miR-22-3p在公元前细胞的抑制

鉴于PPAR的事实 γ据报道作为肿瘤抑制在一些癌症和PPAR吗 γ沉默原癌基因的表达增加,NF - κB, CyclinD1、细胞周期素E、MMP2和MMP9在公元前细胞( 28, 29日]。我们进一步探讨上述因素的变化在转染后miR-22-3p模仿。正如所料,PGC1的蛋白质水平 β原癌基因,NF - κB, CyclinD1、细胞周期素E、MMP2和MMP9虽然PPAR的蛋白质含量下降 γ增加miR-22-3p沉默(图 6(一))。为了进一步证明PPAR的必要性 γ信号通路在miR-22-3p-mediated法规,我们跟着的变化miR-22-3p overexpressing BC细胞的特定的PPAR的存在与否 γ抑制剂(GW9662)。免疫印迹分析原癌基因的差别表明,对这些基因的NF - κB, CyclinD1、细胞周期素E、MMP2和MMP9引起miR-22-3p被PPAR倒 γ抑制与GW9662(图 6 (b))。考虑到上述结果,我们认为miR-22-3p / PGC1的影响 β在公元前,至少部分由PPAR γ信号通路。

抑制PPAR γ变弱miR-22-3p在公元前细胞的抑制。(一)调节miR-22-3p PPAR的表达增加 γ和减少PGC1的表达 β原癌基因,NF - κB, CyclinD1、细胞周期素E、MMP2和MMP9。原癌基因的差别(b)对这些NF - κB, CyclinD1、细胞周期素E、MMP2和MMP9引起miR-22-3p被PPAR倒 γ抑制(GW9662)。

3.7。公元前miR-22-3p抑制体内肿瘤的生长

我们建立了一个异种移植肿瘤模型通过皮下注射mda - mb - 231细胞稳定被慢病毒感染(lv-miR-22-3p或lv-vector)(图 7(一))。肿瘤被收集和测量,表明miR-22-3p可以显著减少肿瘤体积与消极的控制(数字 7 (b) 7 (c))。西方墨点法和包含IHC结果表明PGC1的表达 β减少而PPAR的表达 γ增加miR-22-3p高表达组。把所有的结果 在活的有机体内 在体外在一起,我们证实miR-22-3p / PGC1 β通过PPAR公元前抑制细胞肿瘤发生 γ。图的生成机制 7 (g)

公元前miR-22-3p抑制体内肿瘤的生长。(一)过度miR-22-3p mda - mb - 231细胞被RT-qPCR验证。(b)代表在裸鼠异种移植肿瘤的图像。(c)异种移植的生长曲线。(d)从肿瘤中提取蛋白质和测量PGC1的表达 β/ PPAR γ通过免疫印迹。(e, f)免疫组织化学染色(包含IHC) PGC1 β/ PPAR γ在异种移植。(g)生成机制图来说明miR-22-3p-PGC1机制 β-PPAR γ在公元前。 p < 0.05 ; p < 0.0001

4所示。讨论

microrna被证明参与各种生理和病理过程。在这里,我们首先发现的表达miR-22-3p低在BC组织比邻近的正常组织TCGA数据集。然后,我们发现miR-22-3p显著下调在人类公元前47个样品和与肿瘤大小有关,TNM阶段,淋巴结转移。过度的miR-22-3p显著抑制细胞增殖和迁移的mda - mb - 231和MCF-7细胞,表明miR-22-3p公元前作为一个肿瘤抑制功能。进一步调查的生物角色miR-22-3p在公元前,我们证明了miR-22-3p PGC1直接目标 βdual-luciferase记者化验的结果。

PGC1 β已报道,在癌症新陈代谢和发展发挥了重要的作用,是由基因编码的PPARGC1 β。先前的实验结果证实PGC1 β明显在BC。此外,PGC1 β能促进增殖和迁移而抑制公元前的凋亡细胞,这表明它有一个在公元前tumor-promoter作用[ 20.- - - - - - 23]。多项研究表明,PPAR γ参与炎症、脂质代谢葡萄糖体内平衡,和肿瘤发生 30., 31日]。具体地说,最近的研究表明,PPAR γ可以抑制细胞增殖和凋亡的BC在体外和体内 32- - - - - - 34]。

我们最好的知识,这是第一次研究证明miR-22-3p / PGC1 β/ PPAR γ轴调节公元前细胞的增殖和迁移。我们的研究结果建议PGC1 β被miR-22-3p直接监管。更有趣的是,PPAR的蛋白质水平 γ而原癌基因的蛋白质含量增加,NF - κB, CyclinD1、细胞周期素E、MMP2和MMP9降低转染后miR-22-3p模仿。为了进一步证明PPAR的必要性 γ信号通路在miR-22-3p-mediated规定中,我们使用一个特定PPAR有力 γ抑制剂(GW9662)救援化验。原癌基因的差别如预期的那样,对这些基因的NF - κB, CyclinD1、细胞周期素E、MMP2和MMP9引起miR-22-3p被PPAR倒 γ与GW9662抑制。

综上所述,我们的研究结果表明,miR-22-3p / PGC1的影响 β在公元前,至少部分由PPAR γ信号通路。这些结果提供了一种潜在的新型生物标志物和治疗目标BC。

缩写 公元前:

乳腺癌

ncRNA:

非编码RNA

microrna的:

PGC1 β:

过氧物酶体proliferator-activated受体 γ共激活剂1 β

PPAR γ:

过氧物酶体摘要受体 γ

RT-qPCR:

定量实时聚合酶链反应。

数据可用性

使用的数据集和分析在当前研究可从相应的作者以合理的要求。

同意

我们已经获得同意发表这篇论文本研究的参与者。

信息披露

王Xuehui Zhilu姚明co-first作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

XW和低频设计研究。XW和ZY进行研究和分析的结果。XW写道。所有作者阅读和批准最终的手稿。

确认

这项工作得到了国家自然科学基金(82073204)。

补充材料

图S1:表达miR-22-3p TCGA的数据库。

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