LncRNA CERS6-AS1通过microRNA-15a-5p/FGFR1轴对胰腺导管癌疾病进展的调控作用

来源 :吉林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sitmaar
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目的:胰腺癌作为目前临床上较为常见的恶性肿瘤之一,具有恶性程度高、患者生存预后差等特点。随着目前人们生活习惯以及饮食习惯上的改变,包括摄入过多的高脂高能量食物以及抽烟酗酒等不良生活习惯,再加上食品安全、环境污染等相关安全问题,胰腺癌罹患率以及发病率近年来呈不断升高趋势。流行病学调查研究显示,在我国胰腺癌已经成为位居第五位的恶性肿瘤。由于胰腺癌患者早期临床症状较为隐匿,当患者临床症状明显时已经处于疾病的中晚期阶段,可检出局部浸润、邻近器官的侵袭以及肿瘤远处转移,导致外科手术可切除率低下,并且化疗、放疗等综合性治疗措施对胰腺癌治疗效果不甚满意。因此,截至目前为止,对于胰腺癌的早期发现、早期诊断以及早期治疗已经成为我国甚至全世界范围内公共卫生领域所关注的焦点之一。随着肿瘤基础研究的不断深入,目前报道显示,癌细胞中存在着大量的非编码RNA,并且这些非编码RNA与患者的疾病发展及生存预后密切相关。这些非编码RNA包括Lnc RNA、si RNA、mi RNA、circ RNA以及pi RNA等。其中长链非编码RNA(long non-coding RNA,lnc RNA)受到了研究者的日益重视,Lnc RNA是一类碱基长度超过200bp的非编码RNA。在哺乳动物的基因序列中,仅有1%序列产生的转录本是编码蛋白的RNA,而4%~9%的序列产生的转录本是Lnc RNA。最初学者认为这些Lnc RNA是基因转录组的“噪音”,不具备生物学功能,因此未能得到学者的重视。而近些年来,越来越多的研究发现Lnc RNA与肿瘤的发生发展具有着密切的关系,Lnc RNA能够通过修饰染色质、转录激活、基因组印记、转录后调控以及蛋白质功能调节等形式,参与到几乎所有的恶性肿瘤增殖、侵袭转移过程中。lnc RNA CERS6反义RNA 1(CERS6-AS1)在乳腺癌进展中起着关键的调节作用。然而,CERS6-AS1参与PDAC致癌性的特征尚未确定。在此,我们试图测量CERS6-AS1在PDAC中的表达,并进一步探讨CERS6-AS1在PDAC癌变中的作用。还阐明了CERS6-AS1在PDAC中调节作用的分子机制,并证实CERS6-AS1/mi R-15A-5P/FGFR1通路可为PDAC治疗提供新的思路。方法:选择吉林大学第一医院手术治疗的57例患者,取患者PDAC组织及其邻近的癌旁组织。选择PDAC细胞系,包括As PC-1、Bx PC-3、PANC-1和SW1990,细胞转染针对CERS6-AS1(si-CERS6-AS1)和相应的阴性对照si RNA(si-NC)的小干扰RNA(si RNA);FGFR1过表达质粒pc DNA3.1-FGFR1、mi R-15a-5p模拟物、mi RNA模拟阴性对照物(NC模拟物)、mi R-15a-5p抑制剂和阴性对照物抑制剂(NC抑制剂)。使用RT-q PCR检测CERS6-AS1、FGFR1以及mi R-15a-5p表达。分离PDAC细胞的核和细胞质部分,进行RT-q PCR以检测CERS6-AS1的分布。转染后24小时,采用CCK-8法检测各组细胞增殖情况;采用流式细胞术评估PDAC细胞凋亡;采用Transwell细胞迁移和侵袭分析各组细胞侵袭、迁移;SW1990细胞被注射慢病毒以产生稳定的CERS6-AS1敲除的细胞系,建立异种移植瘤模型系统,并分析其成瘤情况;采用生物信息学分析CERS6-AS1的靶向mi RNA,并使用荧光素酶报告试验分析mi R-15a-5p与CERS6-AS1和FGFR1靶向性。结果:(1)采用基因表达谱交互分析评估PDAC中lnc RNAs的表达谱(http://gepia.cancerpku.cn/)。在这些lnc RNAs中,CERS6-AS1是最显著的高表达lnc RNAs之一。与邻近的非肿瘤组织相比,PDAC组织中CERS6-AS1的表达较高。此外,在所有四种受试PDAC细胞系中也验证了过度表达的CERS6-AS1。根据该患者队列中CERS6-AS1表达的中位数将PDAC患者分为两组,并发现CERS6-AS1高的患者相对于CERS6-AS1低的患者表现出明显更短的总体生存期。为了分析CERS6-AS1是否与PDAC疾病进展有关,使用了针对CERS6-AS1的特异性si RNA来抑制内源性CERS6-AS1的表达。所有三种si RNA均降低了PANC-1和SW1990细胞中CERS6-AS1的表达。si-CERS6-AS1#2表现出最高的沉默效率,并被选为功能丧失试验。CERS6-AS1沉默明显降低了PANC-1和SW1990细胞的增殖能力。流式细胞术分析表明,CERS6-AS1缺失后,两种PDAC细胞系中的凋亡率明显增加。此外,CERS6-AS1基因敲除后,PANC-1和SW1990细胞的迁移和侵袭能力减弱。总之,CERS6-AS1可能在PDAC中发挥致癌作用。(2)为了阐明CERS6-AS1发挥作用的分子事件,使用lnc Locator(http://www.csbio.sjtu.edu.cn/bioinf/lnc Locator/)预测CERS6-AS1的分布。CERS6-AS1预计主要位于细胞质中,细胞细胞质/核分离分析进一步证实了这一点。利用生物信息学工具Star Base 2.0预测了与CERS6-AS1互补序列的假定mi RNA。7个mi RNA被预测为CERS6-AS1的潜在靶点。然后,在CERS6-AS1缺失的PDAC细胞中测定这些候选基因的表达。在CERS6-AS1沉默后,mi R-15a-5p显著增加,而其他候选基因的表达没有变化。此外,mi R-15a-5p在PDAC组织中弱表达,这与CERS6-AS1表达呈负相关。进行荧光素酶报告分析以确定CERS6-AS1是否直接与PDAC细胞中的mi R-15a-5p结合。在PANC-1和SW1990细胞中,外源性mi R-15a-5p表达明显降低了PANC-1和SW1990细胞中CERS6-AS1-wt的荧光素酶活性,而在mi R-15a-5p上调后,CERS6-AS1-mut的荧光素酶活性没有改变。此外,在PANC-1和SW1990细胞中,CERS6-AS1和mi R-15a-5p被抗Ago2抗体共同免疫沉淀。总的来说,CERS6-AS1在PDAC中充当ce RNA并直接吸附mi R-15a-5p。(3)评估mi R-15a-5p过表达对PDAC细胞的作用。PDAC细胞中mi R-15a-5p的增加是通过转染mi R-15a-5p模拟物实现的。异位mi R-15a-5p表达抑制PANC-1和SW1990细胞增殖,促进细胞凋亡。此外,mi R-15a-5p模拟物转染导致PANC-1和SW1990细胞的细胞迁移和侵袭明显受损。我们随后在PDAC细胞中确定了mi R-15a-5p的下游靶点,在FGFR1的3’-UTR区域内观察到两个mi R-15a-5p结合位点。由于该基因对PDAC的肿瘤发生和进展有着众所周知的贡献,因此选择该基因进行进一步的实验确认。荧光素酶报告分析证实mi R-15a-5p模拟物降低了FGFR1 wt的荧光素酶活性;然而,当结合位点发生突变时,这种抑制作用被消除。mi R-15a-5p的上调降低了PANC-1和SW1990细胞中FGFR1的表达。此外,PDAC组织中FGFR1 m RNA的水平较高,并且与mi R-15a-5p水平呈负相关。总的来说,这些结果确定FGFR1是PDAC中mi R-15a-5p的直接靶点。(4)在确认CERS6-AS1作为mi R-15a-5p海绵发挥作用后,接下来研究CERS6-AS1是否控制PDAC细胞中FGFR1的表达。CERS6-AS1的缺失导致PANC-1和SW1990细胞中FGFR1表达水平显著降低。抑制mi R-15a-5p可以消除CERS6-AS1基因敲除对PANC-1和SW1990细胞中FGFR1表达的抑制作用。此外,在PDAC组织中证实FGFR1 m RNA和CERS6-AS1之间存在正表达关系。总之,CERS6-AS1通过隔离mi R-15a-5p,积极调节PDAC细胞中FGFR1的表达。(5)评估mi R-15a-5p/FGFR1对CERS6-AS1在PDAC细胞中的促瘤作用。用si-CERS6-AS1和mi R-15a-5p抑制剂单独或联合转染PANC-1和SW1990细胞。CERS6-AS1的下调减弱了细胞增殖并促进了细胞凋亡;然而,与mi R-15a-5p抑制剂共转染逆转了这两种效应。此外,mi R-15a-5p抑制消除了si-CERS6-AS1对PANC-1和SW1990细胞迁移和侵袭的抑制作用。FGFR1过表达质粒pc DNA3,1-FGFR1用于增加PDAC细胞中FGFR1蛋白的表达。pc DNA3.1-FGFR1或pc DNA3.1与si-CERS6-AS1一起被引入PANC-1和SW1990细胞。CERS6-AS1上调有效逆转了si-CERS6-AS1对PANC-1和SW1990细胞增殖、凋亡、迁移和侵袭的影响。总之,CERS6-AS1通过控制mi R-15a-5p/FGFR1轴促进PDAC细胞的致癌性。(6)通过向小鼠注射稳定过度表达sh-CERS6-AS1或sh-NC的SW1990细胞,建立皮下异种移植模型。结果显示,与sh NC组相比,sh-CERS6-AS1组的肿瘤生长和重量明显受到抑制。此外,RT-q PCR分析显示,在来源于稳定表达sh-CERS6-AS1的SW1990细胞的肿瘤中,CERS6-AS1表达下调。此外,在CERS6-AS1沉默的异种肿瘤移植物中,mi R-15a-5p水平升高,FGFR1蛋白下调。因此,这些发现证实了CERS6-AS1基因敲除会损害体内PDAC肿瘤的生长。结论:CERS6-AS1在PDAC中表达上调,CERS6-AS1基因敲除明显抑制PDAC进展。CERS6-AS1在PDAC细胞中充当mi R-15a-5p海绵,从而增加FGFR1的表达,从而在PDAC的肿瘤发生中发挥关键作用。总之,我们的数据为PDAC发病机制提供了新的见解,并表明CERS6-AS1/mi R-15a-5p/FGFR1轴可能是PDAC治疗中一个可行的治疗靶点。
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