中文標題:LINC00173通過刺激鼻咽癌中RAB1B介導的PA2G4和SDF4的分泌促進腫瘤進展
發(fā)表期刊:Molecular Oncology
中科院分區(qū):2區(qū)
影響因子:7.449
發(fā)表時間:2023年1月
合作單位:中山大學腫瘤防治中心
運用技術:RNA pull down,LC-MS/MS蛋白質譜鑒定(由輝駿生物提供技術支持,點擊查看服務詳情)
鼻咽癌(NPC)中超過70%的患者最初被診斷為局部晚期疾病,約20%的鼻咽癌患者在治療后出現(xiàn)遠處轉移或局部復發(fā)的情況。急需探索NPC進展的機制,以確定NPC患者的有效治療靶點。長非編碼RNA(lncRNA)沒有編碼蛋白質功能,但可以作為其他生物分子的信號、誘餌、引物或支架,構成一個巨大而精細的調節(jié)系統(tǒng)。之前的微陣列篩選顯示,LINC00173在NPC組織中顯著上調,本研究進一步確定了LINC00173的作用機制。
基于之前的微陣列數(shù)據(GSE126683),研究者篩選發(fā)現(xiàn)了在鼻咽癌組織中顯著上調的LINC00173(圖1A),并通過qPCR實驗驗證了這一結果(圖1B)。此外,LINC00173在NPC細胞系中的表達也顯著高于正常鼻咽上皮細胞系NP69(圖1C)。Kaplan-Meier生存率分析顯示, LINC00173高表達的患者總生存期、無病生存期和遠端無轉移生存期較差(圖1D-F)。通過單變量和多變量Cox回歸分析,發(fā)現(xiàn)LINC00173的表達水平和TNM分期是顯著且獨立的預后決定因素,研究者將LINC00173的表達水平與TNM分期相結合,構建了一個綜合預后模型,將NPC患者分為三組。Kaplan-Meier曲線分析發(fā)現(xiàn),這些組的總生存期、無病生存期和遠端無轉移生存期存在顯著差異。這些結果說明,LINC00173在NPC的預后方面具有重要價值(圖1G-I)。
圖1
接著,研究者通過敲除和過表達LINC00173來研究其在NPC中失調的生物學功能,發(fā)現(xiàn)敲除LINC00173嚴重阻礙了細胞增殖和克隆形成能力(圖2A,B),過表達LINC00173則有相反效果(圖2C,D)。此外,敲除LINC00173顯著削弱了細胞的遷移和侵襲能力(圖2E),而過表達LINC00173則增強了細胞的遷徙和侵襲能力(2F)。這些結果表明,LINC00173促進NPC的細胞增殖和轉移,這可能是導致預后不良的原因。
圖2
為了研究LINC00173的作用機制,研究者用生物素標記的LINC00173正義或反義序列(0173 SS或AS)進行了RNA pull down和質譜檢測(LC-MS/MS),尋找LINC00173的互作蛋白。pull down產物的SDS-PAGE銀染結果顯示有特異性蛋白條帶,質譜也檢測到了RAB1B蛋白(圖3A)。RNA pull down WB實驗驗證并確定了LINC00173和RAB1B在NPC細胞中存在高度相互作用(圖3B)。之后進行的RIP qPCR實驗也觀察到LINC00173明顯富集(圖3C,D)。核質RNA提取檢測發(fā)現(xiàn)LINC00173主要定位于細胞質中(圖3E)。進一步的FISH和免疫熒光(IF)分析發(fā)現(xiàn),LINC00173和RAB1B蛋白在細胞質中共定位(圖3F),并且LINC00173的敲除或過表達都不會影響RAB1B的mRNA或蛋白質水平(圖3G,H)。這些發(fā)現(xiàn)表明LINC00173不會影響RAB1B的表達,可能直接與細胞質中的RAB1B蛋白相互作用。
圖3
RAB1B作為RAB蛋白家族的一員,可以調節(jié)蛋白質和脂質的胞外轉運。為了研究LINC00173是否通過調節(jié)RAB1B介導的胞外轉運過程發(fā)揮作用,研究者用質譜方法篩選了受LINC00173/RAB1B影響的分泌蛋白。當SUNE1細胞穩(wěn)定干擾LINC00173后,為其更換無血清培養(yǎng)基,16h后收集細胞培養(yǎng)上清液進行LC-MS/MS分析(圖4A),在篩選到的10個差異蛋白(圖4B)中,PA2G4和SDF4差異最大,并且在LINC00173敲除后顯著下降(圖4C)。之后,研究者分別對細胞裂解物和濃縮上清液中的RAB1B、PA2G4、SDF4蛋白進行了Western-blot檢測,發(fā)現(xiàn)LINC00173敲除并不影響細胞裂解物中的RAB1B、PA2G4和SDF4蛋白水平,而顯著降低了細胞上清液中的PA2G4和SDF4水平(圖4D)。那么LINC00173/RABB是否通過胞外途徑調節(jié)PA2G4和SDF4蛋白的分泌呢?研究者用胞外途徑化學抑制劑Exo-1處理NPC細胞,發(fā)現(xiàn)PA2G4和SDF4水平顯著下降了(圖4E),表明LINC00173/RABB通過胞外途徑促進PA2G4或SDF4的分泌。接著,研究者將RAB1B過表達質粒轉染到穩(wěn)定干擾LINC00173的NPC細胞株中,RAB1B的過表達可以逆轉PA2G4和SDF4蛋白分泌水平(圖4F)。這些結果確定了LINC00173可以通過RAB1B介導的胞外途徑中刺激PA2G4和SDF4的分泌。
圖4
LINC00173/RABB是否通過促進PA2G4和SDF4蛋白分泌來促進NPC的惡性進展呢?研究者將LINC00173過表達質粒與PA2G4-shRNA或SDF4-shRNA質粒共轉染到NPC細胞中,生長曲線和克隆形成實驗結果顯示,敲低PA2G4或SDF4顯著逆轉了LINC00173過表達誘導的細胞生長和增殖作用(圖5A-D)。此外,過表達LINC00173顯著增加了細胞的遷移和侵襲能力,敲低PA2G4或SDF4后細胞侵襲能力減弱(圖5E-F)。這些數(shù)據表明,LINC00173可以通過促進PA2G4和SDF4的分泌來促進NPC細胞的增殖、遷移和侵襲。
圖5
接下來,研究者利用皮下腫瘤生長模型進一步分析LINC00173在NPC體內生長和轉移中的作用。結果顯示,敲低LINC00173顯著延緩了腫瘤的生長,與對照組相比,腫瘤的體積、大小和重量都減少了(圖6A-C)。接著,研究者建立腹股溝淋巴結轉移模型,并通過尾靜脈注射建立肺轉移模型。結果顯示,敲低LINC00173的腹股溝淋巴結較小、體積減小(圖6D-F)。腫瘤H&E染色表明,敲低LINC00173的腫瘤侵襲性較低,對皮膚或肌肉的侵襲能力減弱(圖6G),淋巴結轉移率明顯低于對照組(圖6H,I)。此外,在肺轉移模型中,LINC00173基因敲低組在肺表面表現(xiàn)出較小的結節(jié)(圖6J),轉移結節(jié)較對照組明顯減少和縮?。▓D6K,L)。
圖6
本研究確定了LINC00173在鼻咽癌中上調,并與預后不良相關,通過RNA pull down實驗篩選并驗證了LINC00173的互作蛋白RAB1B,闡明了LINC00173通過RAB1B的胞外轉運功能,促進PA2G4或SDF4分泌,在體內和體外促進NPC細胞的增殖、遷移和侵襲。
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