研究文章

miR-486-3p 抑制恶性表型,并与肺腺癌细胞中 WNT5B、DVL1 和 β-catenin 表达降低相关

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DOI:

10.3791/71545

2026年8月21日

* These authors contributed equally

本文内容

摘要

强制 miR-486-3p 过表达抑制 A549 和 H358 肺腺癌细胞中与增殖相关的活性、克隆形成生长、伤口闭合以及 Matrigel 穿越能力。这些效应伴随 WNT5B、DVL1 表达水平的降低, β-catenin 和 BCL-2,表明一种 体外 与Wnt相关变化存在关联,但未确立直接靶向或通路因果关系。

摘要

肺腺癌(LUAD)是非小细胞肺癌的主要组织学亚型,仍与较高的发病率和死亡率相关。既往研究已发现miR-486-3p在LUAD中具有抑癌功能,但其与WNT5B、DVL1及 β-catenin 相关的表达变化尚不明确。本研究在常规培养条件下,检测了 A549 和 H358 肺腺癌细胞中 miR-486-3p 的基础表达水平,并与 Beas-2b 支气管上皮细胞进行比较。通过慢病毒转导构建了稳定的 miR-486-3p 过表达模型。采用 CCK-8、克隆形成、伤口愈合和 Transwell 实验分别评估细胞增殖相关活性、克隆形成能力、伤口闭合能力以及穿越 Matrigel 包被膜的能力。检测了 WNT5B、DVL1 的表达水平, ββ-catenin 和 BCL-2 蛋白水平通过 Western 印迹检测,同时采用 RT-qPCR 进一步检测 WNT5B、DVL1、CTNNB1 和 BCL2 的 mRNA 水平。在所用培养条件下,miR-486-3p 在 A549 和 H358 细胞中的表达量低于 Beas-2b 细胞,慢病毒转导在两种 LUAD 细胞系中均实现了稳定的过表达。强制过表达 miR-486-3p 降低了 CCK-8 信号、克隆形成能力、伤口闭合率以及 Matrigel 包被膜穿透能力,并伴随 WNT5B、DVL1 和总 β-catenin 水平的下降 β-catenin 和 BCL-2 蛋白水平降低。RT-qPCR 进一步显示,在两种 LUAD 细胞系中,miR-486-3p 过表达后 WNT5B、DVL1、CTNNB1 和 BCL2 的转录水平均下降。这些结果支持一种 体外 强制表达miR-486-3p与多种恶性细胞表型减弱及Wnt相关基因表达改变之间存在关联;然而,这些结果并未证实miRNA与靶标之间的直接结合、通路活性或因果性的线性信号传导机制。

引言

肺腺癌(LUAD)是非小细胞肺癌(NSCLC)最常见的组织学亚型,在全球范围内对肺癌相关的发病率和死亡率具有重大影响1,2,3,4,5。分子分型和靶向治疗已改善了部分患者群体的预后,但晚期肺腺癌仍难以治疗,且在生物学上具有高度异质性1,2,3,4,5。因此,明确参与恶性细胞行为的调控机制,对于提出可验证的治疗假说仍具有重要意义。

Wnt 信号通路包括依赖 β-catenin 和不依赖 β-catenin 的分支,调控细胞增殖、存活、极性和运动能力6,7,8,9。WNT5B 通常与非经典信号通路相关,但其生物学效应随受体和细胞环境的不同而变化10,11。DVL1 是多种 Wnt 通路共有的胞质信号转导蛋白,已被发现与肺癌中 β-catenin 相关的行为有关12。因此,WNT5B、DVL1 和 β-catenin 的同时变化本身不应被解释为单一线性通路的证据。

microRNA(miRNA)是一类短的非编码RNA,通过与靶标转录本的序列依赖性相互作用来调控基因表达13,14,15。由于单个miRNA可能影响多个RNA,miRNA丰度的改变可影响多种与肿瘤相关的表型13,14,15,16,17,18。已有多个miRNA被发现与肺癌的生长、运动性和信号传导相关,且在多种癌症背景下已报道miRNA与Wnt相关网络之间的串扰16,17,18,19,20

MIR486 位点可产生成熟的 miR-486-3p 和 miR-486-5p 两条链。miR-486-3p 在口腔癌和胶质母细胞瘤中表现出抑瘤活性,而在皮肤鳞状细胞癌中则有促进肿瘤作用的报道21,22,23,24,25。本研究通过基于假设的策略选择 miR-486-3p,依据包括其在公开的 LUAD 数据中表达水平降低、既往报道其在 LUAD 中具有抑瘤作用,以及生物信息学预测其与 WNT 相关候选转录本之间的关联。Tomioka 等人证明了 miR-486 的两条链在 LUAD 中均具有抑瘤效应,并通过全基因组靶标筛选鉴定了 GINS426。因此,本研究并不声称首次证明抗肿瘤表型。相反,本研究旨在评估强制表达 miR-486-3p 是否伴随 WNT5B、DVL1 和 β-catenin 表达水平的变化,以及在两种 LUAD 细胞系中是否引起可重复的表型改变。这些分析用于评估关联性,但并未确立直接靶向关系、通路活性或线性的 WNT5B/DVL1/β-catenin 作用机制。

方案

所用试剂和设备列于材料表中。

细胞培养

使用人肺腺癌(LUAD)细胞系 A549 和 H358,以及永生化支气管上皮细胞系 Beas-2b。选择 A549(KRAS G12S)和 H358(KRAS G12C;STK11 缺失)作为具有不同 KRAS 突变背景的常用 LUAD 模型,而 Beas-2b 则作为非恶性支气管上皮对照细胞系。A549 和 H358 细胞在 RPMI-1640 培养基中培养,Beas-2b 细胞在 DMEM 中培养;每种培养基均含有 10% 胎牛血清和 1% 青霉素-链霉素。细胞在 37 °C、含 5% CO₂ 的湿润气氛中培养。由于肿瘤细胞系与上皮对照细胞系在不同的常规培养基中维持,因此对跨细胞系的基础表达水平比较需谨慎解读。

慢病毒转导与稳定细胞筛选

采用携带hsa-miR-486-3p前体(LV-miR-486-3p)或随机阴性对照序列(LV-NC)的慢病毒载体进行稳定过表达功能获得性实验设计。将A549和H358细胞以每孔5 × 104个细胞的密度接种于6孔板中,过夜培养。次日,加入慢病毒颗粒,感染复数(MOI)为10,并添加8 µg/mL聚凝胺(polybrene)。感染24小时后,弃去病毒液,更换为新鲜完全培养基。转导后的细胞使用2 µg/mL嘌呤霉素筛选7天。筛选完成后,存活细胞恢复培养并扩增,用于后续分子生物学及功能实验。本研究未设置miR-486-3p抑制实验组,因实验设计旨在专门评估稳定强制过表达所产生的效应。

注意:为了尽量减少处理相关因素对细胞活力的影响,LV-NC 组与 LV-miR-486-3p 组之间的感染复数(MOI)、多聚素(polybrene)处理时间以及嘌呤霉素筛选条件必须保持一致。

实时定量聚合酶链式反应

采用RT-qPCR检测miR-486-3p的表达水平,并验证慢病毒过表达在A549和H358细胞中的效率。使用TRIzol试剂按照制造商说明书提取总RNA。通过分光光度法测定RNA浓度和纯度,A260/A280比值在1.8–2.1范围内视为合格。对于mRNA分析,使用商品化cDNA合成试剂盒,按照制造商方案将1 µg总RNA逆转录为cDNA。对于microRNA分析,采用miRNA特异性的茎环逆转录引物进行cDNA合成。定量PCR反应总体积为20 µL,包含10 µL 2× SYBR Green Master Mix、每种引物0.4 µM以及2 µL cDNA模板。扩增程序包括:95 °C预变性5分钟,随后进行40个循环,每个循环为95 °C变性10秒,60 °C退火/延伸30秒。随后进行熔解曲线分析以确认扩增特异性。miRNA定量以内参U6小核RNA作为对照,mRNA归一化则以GAPDH为参考基因。相对表达水平采用2−ΔΔCq法计算。

miRNA 引物序列如下:茎环反转录引物,5′-GTCGTATCGACTGCAGGGTCCGAGGTATTCGCAGTCGATACGAC
ATCCTG-3′;miR-486-3p 正向引物,5′-CGCGGGGCAGCTCAGTA-3′;通用反向引物,5′-ACTGCAGGGTCCGAGGTATT-3′;U6 正向引物,5′-CTCGCTTCGGCAGCACA-3′;U6 反向引物,5′-AACGCTTCACGAATTTGCGT-3′。WNT5B、DVL1、CTNNB1、BCL2 和 GAPDH 的引物序列,以及扩增片段长度和扩增效率,见表 1。mRNA 表达水平以 GAPDH 为内参进行标准化,miR-486-3p 表达水平则以 U6 为内参进行标准化。每次实验包含三个独立的生物学重复,每个生物学重复设有三个技术重复。

蛋白质印迹法

完成7天的嘌呤霉素筛选及恢复期后,使用含蛋白酶抑制剂的RIPA裂解缓冲液裂解细胞。采用BCA蛋白定量试剂盒测定蛋白浓度。取等量蛋白(每道20 µg)在10% SDS-PAGE凝胶上进行电泳分离,并在300 mA电流下湿转120分钟至PVDF膜。用含0.1% Tween-20的Tris缓冲盐水(TBST)配制的5%脱脂奶粉室温封闭1小时。PVDF膜在4 °C与以下一抗孵育过夜:WNT5B(1:1,000)、DVL1(1:1,000)、β-catenin(1:1,000)、BCL-2(0.5 µg/mL)或β-actin(1:5,000)。所有抗体的生产厂家及货号详见材料表。用TBST洗涤3次,每次10分钟,随后加入HRP标记的山羊抗兔IgG二抗(1:5,000稀释),室温孵育1小时。再次用TBST洗涤3次,使用化学发光底物显色,并通过凝胶成像系统采集图像。采用ImageJ软件对条带强度进行定量分析。每种目标蛋白的表达水平均以同一样本中β-actin信号为内参进行归一化处理。密度分析仅选用在线性、未饱和检测范围内的曝光图像。实验共进行三次独立的生物学重复。

细胞计数试剂盒-8 检测

将稳定转导LV-NC或LV-miR-486-3p的A549和H358细胞以每孔1.5 × 104个细胞接种于96孔板中,每孔加入100 µL完全培养基。细胞过夜贴壁后更换培养基,并在加入Cell Counting Kit-8试剂后立即测定0小时的吸光度。在0小时、24小时、48小时、72小时和96小时时间点,每孔加入10 µL试剂,于37 °C孵育1小时后,在450 nm波长下读取吸光度值。对于修订后的时间进程分析,各组数据在作图前均以其自身的0小时值进行归一化处理。共进行三次独立的生物学重复实验,每次实验内的技术重复孔取均值后进行统计分析。

集落形成实验

将稳定筛选的 A549 和 H358 细胞制备成单细胞悬液,浓度为 5 × 102 个细胞/mL。每孔加入 1 mL 细胞悬液接种于 6 孔板中,随后加入 3 mL 完全培养基。细胞培养 14 天,每 5 天更换一次培养基。用 PBS 洗涤克隆集落,4% 多聚甲醛固定 20 分钟,结晶紫染色 20 分钟,再次洗涤后空气干燥。使用 ImageJ 软件计数包含至少 50 个细胞的克隆集落。共进行三次独立的生物学重复实验。

注意:为防止细胞出现人为聚集,需要制备均一的单细胞悬液,并在克隆形成过程中尽量减少培养板的扰动。

细胞迁移实验

将稳定转导的 A549 和 H358 细胞接种于 6 孔板中,培养至形成融合的单层细胞。使用无菌的 10 µL 移液枪头划出直线划痕,去除脱落的细胞后,对相同标记区域在 0 h、24 h、48 h 和 72 h 进行成像。使用 ImageJ 测量伤口面积,伤口闭合率计算公式为:(0 h 时的面积 − 特定时间点的面积) / 0 h 时的面积 × 100%。共进行了三次独立的生物学重复实验。未使用任何药理学增殖抑制剂,因此该实验结果应解释为伤口闭合程度的测量,而非特异性反映细胞迁移能力。

注意:划痕应以一致的宽度和压力产生,并在整个时间过程中追踪相同的视野。

细胞侵袭实验

采用24孔聚碳酸酯膜插入式小室(孔径为8 µm)进行Transwell侵袭实验。将每个插入式小室的上表面用100 µL以无血清DMEM按1:8稀释的Matrigel基底膜基质包被,使最终蛋白质浓度约为1 mg/mL,并在37 °C孵育4 h。将A549和H358细胞分别以8 × 105 个细胞/mL和4 × 105 个细胞/mL的密度重悬于无血清RPMI-1640培养基中。取200 µL细胞悬液加入上室,相当于每个插入式小室接种1.6 × 105 个A549细胞或8 × 104 个H358细胞。下室中加入含20%胎牛血清的RPMI-1640培养基500 µL作为趋化因子。在37 °C、含5% CO₂的湿润环境中孵育48 h后,用棉签轻轻擦去膜上表面未侵袭的细胞。穿过膜的细胞用4%多聚甲醛固定20 min,并在室温下用0.1%结晶紫染色20 min。对每个插入式小室随机选取5个显微视野进行成像,使用ImageJ软件定量侵袭细胞数量。将5个视野的平均细胞数作为一个插入式小室的单一数值,以插入式小室而非单个显微视野作为实验单位。共进行了三次独立的生物学重复实验。

注意:应轻柔且一致地去除未侵袭的细胞,以避免损坏膜或使已迁移至其下表面的细胞脱落。

统计分析

数据以均值 ± 标准差(SD)表示,n 表示独立的生物学实验次数,除非另有说明。来自同一实验单元的技术重复或多个显微视野数据在进行推论性检验前已取平均值。对于三种细胞系的比较,采用单因素方差分析,随后进行 Tukey 法校正的两两比较。对于 CCK-8 和伤口闭合的时间过程数据,采用双因素重复测量方差分析,评估处理因素、时间因素以及处理与时间交互作用的影响,随后在各个时间点进行 Šídák 法校正的比较。两组之间的比较采用双侧非配对 Student t 检验。统计分析和数据可视化使用统计分析与绘图软件完成。确切的 p 值在图示面板或原始数据表中给出。统计学显著性定义为 p < 0.05;*p < 0.05,**p < 0.01,***p < 0.001,****p < 0.0001。

结果

TCGA/starBase 分析显示 LUAD 中 miR-486-3p 表达水平降低,TargetScan 鉴定出候选结合位点

通过 starBase v3.0 获取的 TCGA 衍生表达数据显示,512 例肺腺癌(LUAD)样本中 miR-486-3p 的丰度显著低于 20 例非肿瘤肺组织样本(Wilcoxon 秩和检验,p = 3.2 × 10⁻5图 1)。TargetScanHuman 鉴定出 miR-486-3pDVL1 基因 3′ 非翻译区(3′ UTR)第 468–474 位存在一个保守性较差的候选 7mer-m8 位点,其 context++ 得分为 −0.23,context++ 得分百分位为 80。在 WNT5B 基因 3′ UTR 第 913–920 位也鉴定出一个保守性较差的候选 8mer 位点,其 context++ 得分为 −0.46,context++ 得分百分位为 97(图 2)。这些通过计算预测的位点用于构建实验假设,并不被视为 miRNA 与靶标直接结合的证据。来源 URL 见 表 2

miR-486-3p 在 LUAD 细胞系中的丰度降低,慢病毒转导后显著增加

在各自常规培养条件下,RT-qPCR 分析显示,A549 和 H358 细胞中 miR-486-3p 的丰度低于 Beas-2b 支气管上皮细胞。经单因素方差分析后采用 Tukey 法校正比较,A549 与 Beas-2b 细胞之间(p < 0.01),以及 H358 与 Beas-2b 细胞之间(p < 0.001)差异均具有显著性(图 3A)。

与相应的LV-NC组相比,使用LV-miR-486-3p进行稳定转导显著增加了miR-486-3p的丰度。在A549细胞中表达量增加了约1,470倍,在H358细胞中增加了220倍,两种比较均达到统计学显著性(p < 0.001;图3B、C)。这些结果证实了稳定过表达miR-486-3p的细胞模型成功建立。

强制表达 miR-486-3p 与 WNT5B、DVL1、β-catenin 和 BCL-2 表达水平降低相关

Western blot 检测显示,与相应的 LV-NC 对照组相比,LV-miR-486-3p 转导细胞中 WNT5B、DVL1、总 β-catenin 和 BCL-2 蛋白水平显著降低(图 4A–E)。在 A549 细胞中,强制表达 miR-486-3p 与 β-catenin(p = 0.022)、WNT5B(p = 0.0008)、DVL1(p = 0.019)和 BCL-2(p = 0.0017)蛋白水平下降相关。在 H358 细胞中也观察到类似结果,β-catenin(p = 0.001)、WNT5B(p = 0.0002)、DVL1(p = 0.0003)和 BCL-2(p = 0.0018)蛋白水平均显著降低。

随后进行RT-qPCR,以确定转录水平的变化是否与蛋白结果一致(图4F–I)。在A549细胞中,强制表达miR-486-3p使CTNNB1 mRNA降至LV-NC组的0.226倍(p = 0.004),WNT5B mRNA降至0.180倍(p = 0.004),DVL1 mRNA降至0.278倍(p = 0.006),BCL2 mRNA降至0.259倍(p = 0.003)。

在H358细胞中也检测到类似的转录水平变化。CTNNB1 mRNA水平降至LV-NC组的0.288倍(p = 0.028),WNT5B mRNA降至0.250倍(p = 0.019),DVL1 mRNA降至0.271倍(p = 0.020),BCL2 mRNA降至0.534倍(p = 0.003)。因此,在两种细胞系中,转录水平变化的方向与相应的蛋白水平结果一致。这些结果表明存在协调的表达变化,但并未证实对靶基因的直接调控,也无法确立WNT5B/DVL1/β-catenin信号通路具有线性激活机制。

强制表达 miR-486-3p 降低与生长相关的 CCK-8 信号

CCK-8检测结果均相对于各实验组对应的0小时值进行归一化处理。在LV-NC和LV-miR-486-3p转导的细胞中,归一化的CCK-8信号均随时间推移而增加,但强制表达miR-486-3p后,其信号值总体较低(图5)。

在 A549 细胞中,经双因素重复测量方差分析后采用 Šídák 法校正的多重比较显示,LV-miR-486-3p 组在 24、48 和 96 小时的 CCK-8 信号显著低于 LV-NC 组(p < 0.05),而在 72 小时的差异无统计学意义(图 5A)。在 H358 细胞中,LV-miR-486-3p 组在 24、48、72 和 96 小时的 CCK-8 信号均显著降低(p < 0.05;图 5B)。这些结果表明,强制表达 miR-486-3p 可降低与生长相关的代谢活性,且在 H358 细胞的时间过程中表现出更为一致的抑制效应。

强制表达 miR-486-3p 可减少克隆形成能力

通过菌落形成实验评估长期克隆形成能力。转导LV-miR-486-3p的A549细胞形成的菌落数量显著少于相应的LV-NC细胞(p = 0.013;图6A)。在H358细胞中也观察到菌落数量显著减少(p = 0.006;图6B)。H358细胞中的减少程度较A549细胞更为明显,表明两种LUAD模型之间的克隆形成效应强度存在差异。

强制表达 miR-486-3p 会抑制伤口闭合

划痕后24 h、48 h和72 h对伤口闭合情况进行定量分析(图7)。在A549细胞培养中,与LV-NC组相比,LV-miR-486-3p组在24 h、48 h和72 h的伤口闭合率均显著降低(每次比较的p值均< 0.05;图7A,C)。

类似地,在转导了 LV-miR-486-3p 的 H358 细胞培养物中,24 小时和 48 小时的伤口闭合率降低p < 0.05)以及72小时时(p < 0.01; 图7B,D)。由于该实验未使用药理性增殖抑制剂,因此这些结果被解释为伤口闭合减少,而非仅表明具有特异性迁移效应的证据。

强制表达miR-486-3p可减少细胞穿越Matrigel包被膜的能力

培养48小时后,检测细胞穿过Matrigel包被的Transwell膜的能力。与A549 LV-NC组相比,A549 LV-miR-486-3p组下层膜表面结晶紫染色的细胞数量显著减少(p = 0.0001;图8A)。在H358细胞中也观察到类似的减少现象(p = 0.0007;图8B)。

每个小室取五个显微镜视野的平均值,并以小室作为实验单位。这些结果表明,在本实验所用条件下,强制表达miR-486-3p可减少细胞穿过Matrigel包被膜的能力。

数据可用性:

所有图表的原始数据均包含在补充文件1中,包括数据库源文件、RT-qPCR数据、未裁剪的Western blot图像、密度测定值、显微镜图像、计数记录、CCK-8检测结果以及统计分析文件。

箱线图比较肺癌与正常肺组织中 hsa-miR-486-3p 的表达水平;P 值 = 3.2e-5。
图 1:来自 TCGA/starBase 的 LUAD 及正常肺组织样本中 miR-486-3p 的表达丰度。 通过 starBase v3.0 于 2026 年 5 月获取 TCGA 来源的表达数据,共包含 512 个肺腺癌(LUAD)样本和 20 个正常肺组织样本。采用 Wilcoxon 秩和检验进行组间比较(p = 3.2 × 10⁻5)。LUAD,肺腺癌。 请点击此处查看该图的高清版本。

mRNA-miRNA 相互作用分析表格;包含位点类型、上下文评分和保守性指标。
图 2DVL1WNT5B 3′ 非翻译区(3′ UTR)中 TargetScan 预测的 miR-486-3p 结合位点候选区域。 TargetScanHuman 在 DVL1 3′ 非翻译区(3′ UTR)的第 468–474 位发现了一个候选的 7mer-m8 位点,在 WNT5B 3′ UTR 的第 913–920 位发现了一个候选的 8mer 位点。来源网址见表 2。这些计算预测结果用于假设生成,不构成直接结合的实验证据。请点击此处查看该图的放大版本。

miR-486-3p 表达的柱状图;统计学显著性;比较性 RNA 分析;三种细胞系。
图 3:miR-486-3p 的基础表达水平及慢病毒过表达的验证。A)在各自常规培养基中培养的 A549、H358 和 Beas-2b 细胞中 miR-486-3p 表达丰度的 RT-qPCR 分析。(B,C)经 LV-NC 或 LV-miR-486-3p 慢病毒感染的 A549(B)和 H358(C)细胞中 miR-486-3p 过表达的 RT-qPCR 验证。表达量以 U6 为内参进行标准化。数据来自三次独立的生物学重复实验,以均值 ± 标准差表示。(A)采用单因素方差分析,随后进行 Tukey 校正的多重比较;(B,C)采用双侧非配对 Student’s t 检验分析。*p < 0.01;**p < 0.001。LV-NC,阴性对照慢病毒;RT-qPCR,反转录定量 PCR;SD,标准差。请点击此处查看此图的放大版本。

分析 A549 和 H358 细胞中蛋白质和 mRNA 水平的 Western 印迹及柱状图,miR-486-5p 研究。
图 4:强制表达 miR-486-3p 与候选基因表达水平降低相关。A)代表性 Western 印迹图显示,在转导了 LV-NC 或 LV-miR-486-3p 的 A549 和 H358 细胞中 β-catenin、WNT5B、DVL1、BCL-2 和 β-actin 的蛋白丰度。分子质量以千道尔顿(kDa)表示。(B–E)对 β-catenin(B)、WNT5B(C)、DVL1(D)和 BCL-2(E)进行密度测定定量分析,并以 β-actin 为内参进行归一化处理。(F–I)通过 RT-qPCR 分析 CTNNB1F)、WNT5BG)、DVL1H)和 BCL2I)转录本丰度,并以 GAPDH 为内参进行归一化。数据来自三次独立的生物学实验,以均值 ± 标准差(SD)表示;每个数据点代表一次独立的生物学重复。组间比较采用双尾非配对 Student’s t 检验。相应的图中提供了精确的 p 值和倍数变化。kDa,千道尔顿;LV-NC,阴性对照慢病毒;RT-qPCR,反转录定量 PCR;SD,标准差。请点击此处查看该图的放大版本。

细胞增殖实验图;LV-miR-486-3p 对 A549 和 H358 细胞的 OD 随时间变化。
图 5:强制表达 miR-486-3p 随时间推移降低与生长相关的 CCK-8 信号。 用 LV-NC 或 LV-miR-486-3p 转导的 A549 (A) 和 H358 (B) 细胞在 0 h、24 h、48 h、72 h 和 96 h 进行检测。各组的 OD450 值均归一化至对应组的 0 h 值。数据以三次独立生物学实验的均值 ± 标准差表示。采用双因素重复测量方差分析(ANOVA)评估处理因素、时间因素以及处理与时间交互作用的影响,并在每个时间点进行 Šídák 校正的组间比较。*p < 0.05。CCK-8,细胞计数试剂盒-8;LV-NC,阴性对照慢病毒;OD450,450 nm 处的光密度;SD,标准差。 请点击此处查看本图的高清版本。

A549、H358细胞的集落形成实验结果,miR-486-3p表达情况;柱状图分析。
图6:强制表达miR-486-3p抑制克隆形成能力。 显示了经LV-NC或LV-miR-486-3p慢病毒转导的A549(A)和H358(B)细胞的代表性全孔图像及定量集落计数结果。所有组别均采用ImageJ软件以相同的分析参数进行集落定量。数据来自三次独立的生物学重复实验,以均值±标准差(SD)表示,并采用双尾非配对Student’s t-检验进行分析。各图中提供了确切的p值。LV-NC,阴性对照慢病毒;SD,标准差。 请点击此处查看该图的高清版本。

伤口愈合实验,A549/H358细胞,miR-486-3p作用,延时显微镜,柱状图。
图7:强制表达miR-486-3p可减少伤口闭合。 显示了A549(A,C)和H358(B,D)细胞在划痕后0 h、24 h、48 h和72 h的代表性图像及定量的伤口闭合测量结果。伤口闭合率计算公式如下:(0 h时的伤口面积 − 特定时间点的伤口面积) / 0 h时的伤口面积 × 100%。数据来自三次独立的生物学实验,以均值±标准差表示。采用双因素重复测量方差分析(two-way repeated-measures ANOVA)分析处理因素、时间以及处理与时间交互作用的影响,随后在每个时间点进行Šídák校正的组间比较。比例尺:200 µm。*p < 0.05;**p < 0.01。LV-NC,阴性对照慢病毒;SD,标准差。 请点击此处查看本图的放大版本。

细胞增殖分析、A549/H358细胞显微镜观察、柱状图比较、miR-486-3p研究。
图8:强制表达miR-486-3p可减少细胞穿越Matrigel包被的Transwell膜。 显示的是经LV-NC或LV-miR-486-3p转导的A549(A)和H358(B)细胞的代表性结晶紫染色显微图像及定量插入膜层面的细胞计数结果。Transwell插入膜使用8-µm孔径。每个插入膜取五个显微视野的平均值,每个插入膜视为一个独立实验单位。数据来自三次独立的生物学重复实验,以均值±标准差表示,并采用双侧非配对Student’s t-检验进行分析。比例尺:200 µm。确切的p值在相应图中提供。LV-NC,阴性对照慢病毒;SD,标准差。 请点击此处查看此图的放大版本。

基因引物序列扩增子长度扩增效率
WNT5B正向引物:5'-AAATGCCACGGCGTCTCG-3',118 bp101%
反向引物:5'-GGGTGAAGCGGCTGTTGA-3'
DVL1正向引物:5'-GAGGGTGCTCACTCGGATG-3',158 bp95.60%
反向引物:5'-GTGCCTGTCTCGTTGTCCA-3'
CTNNB1正向引物:5'- GCGCCATTTTAAGCCTCTCG -3',140 bp96.30%
反向引物:5'-AAATACCCTCAGGGGAACAGG-3'
BCL2正向引物:5'- GTCATGTGTGTGGAGAGCGT-3',139 bp97.20%
反向引物:5'-ATAGTTCCACAAAGGCATCC-3'
GAPDH正向引物:5'-GACTTCAACAGCAACTCCCACTC-3',107 bp98.30%
反向引物:5'-TAGCCGTATTCATTGTCATACCAG-3'

表1:用于RT-qPCR的引物序列

靶基因预测信息来源
DVL17mer-m8,位置 468–474TargetScan 网址 (https://www.targetscan.org/cgi-bin/targetscan/vert_80/view_gene.cgi?
rs=ENST00000397196.2&taxid=9606&members=miR-486-3p&showcnc=1&
shownc=1&shownc_nc=1&showncf1=1&showncf2=1&subset=1)
WNT5B8mer,位置 913–920TargetScan 网址 (https://www.targetscan.org/cgi-bin/targetscan/vert_80/view_gene.cgi?
rs=ENST00000378891.5&taxid=9606&members=miR-486-3p&showcnc=1&
shownc=1&shownc_nc=1&showncf1=1&showncf2=1&subset=1)

表2:TargetScan数据库及相应网址

补充文件 1:支持本研究结果的数据请点击此处下载该文件

讨论

本项功能获得性研究评估了在 A549 和 H358 肺腺癌(LUAD)细胞中稳定强制表达 miR-486-3p 的效应。在两种模型中,miR-486-3p 的过表达均与生长相关的 CCK-8 信号降低、克隆形成能力下降、伤口闭合减少以及穿过 Matrigel 包被的 Transwell 膜的细胞数量减少相关。这些表型变化伴随 WNT5B、DVL1、总 β-连环蛋白和 BCL-2 蛋白丰度的降低,以及 WNT5BDVL1CTNNB1BCL2 转录水平的下调。综上所述,这些结果支持强制表达 miR-486-3p 与多种恶性细胞表型减弱以及部分 Wnt 相关分子的协调性变化之间存在关联。然而,本研究并未证实 miRNA 与靶标之间的直接结合、通路活性或因果性的信号传导顺序。

本研究中观察到的总体肿瘤抑制表型与既往报道一致,不应将其解读为主要的新颖发现。Tomioka 等人先前已证明,miR-486-3p 和 miR-486-5p 均可在肺腺癌(LUAD)细胞中抑制恶性表型,并通过无偏倚的靶标筛选策略鉴定了 GINS426。本研究的贡献更为具体:在两种 LUAD 细胞模型中,强制表达 miR-486-3p 伴随 WNT5B、DVL1 和 β-catenin 蛋白水平的降低。此外,本研究提供了一套整合的实验流程,结合了稳定的慢病毒转导、RT-qPCR、蛋白质印迹(Western blotting)、CCK-8 分析、克隆形成实验、伤口愈合实验以及 Matrigel 包被的 Transwell 实验。这一区别具有重要意义,因为本工作在未声称首次证明 miR-486-3p 在 LUAD 中具有抗肿瘤活性的前提下,拓展了与 miR-486-3p 过表达相关的分子层面观察结果。

Wnt 相关发现需要谨慎解读。WNT5B 通常被描述为一种非经典 Wnt 配体,能够以受体和环境依赖的方式激活平面细胞极性或 Wnt/Ca2⁺ 信号通路。在某些细胞环境中,非经典 Wnt 信号通路也可能拮抗 β-catenin 依赖性信号传导10,11。DVL1 是一种共同的胞内中介分子,可参与经典和非经典 Wnt 信号通路,并已在非小细胞肺癌中与 β-catenin 相关的表型相关联12。因此,WNT5B、DVL1 和总 β-catenin 的同时减少并不能证明存在一条线性的 WNT5B→DVL1→β-catenin 通路。当前数据反而表明,在强制表达 miR-486-3p 后,WNT5B 的表达以及 DVL1 和 β-catenin 的丰度均出现同步下降。

转录水平的结果与Western blot结果在方向上一致。强制表达miR-486-3p在A549和H358细胞中均降低了WNT5BDVL1CTNNB1的转录本丰度。这种一致性表明,所观察到的蛋白水平变化可能伴随转录本丰度的改变,而不仅仅是由于蛋白稳定性变化所致。然而,转录本和蛋白水平的降低并不能证明miR-486-3p直接结合于预测的3′非翻译区。要确定WNT5BDVL1是否由miR-486-3p直接调控,还需进行包含野生型和突变型结合位点的双荧光素酶报告基因检测,并结合挽救实验。同样,BCL-2蛋白丰度的降低表明一种与细胞存活相关的蛋白发生了改变,但在缺乏经过验证的细胞死亡检测结果的情况下,不能将其解释为细胞凋亡增加的证据。

功能检测还具有检测特异性的局限性。CCK-8检测测量的是细胞代谢活性,而非直接测定细胞数量,吸光度的变化可能反映了增殖、代谢或活力的改变。集落形成实验可长期评估克隆形成能力,但两种细胞系之间的效应幅度存在差异,其中A549细胞的减少较为轻微,而H358细胞的减少更为显著。这一差异表明,强制表达miR-486-3p的反应可能取决于特定的分子和细胞环境。

在两种细胞系中均观察到伤口闭合减少,但在实验过程中未使用任何增殖抑制剂。由于强制表达miR-486-3p也影响了与生长相关的检测指标,因此增殖减少可能对伤口闭合表型有所贡献。因此,研究结果应被解读为伤口闭合能力下降,而非特异地影响细胞迁移。类似地,48小时的Matrigel包被Transwell实验可能受到跨膜能力、增殖、存活或黏附差异的影响。因此,下层膜表面细胞数量的减少表明在测试条件下跨膜能力受损,但并不能明确指向某一特定的侵袭机制。

另一个需要考虑的因素是 miR-486-3p 过表达的程度。与相应的对照组相比,慢病毒转导使 A549 细胞中 miR-486-3p 的丰度增加了约 1,470 倍,H358 细胞中增加了 220 倍。这种超生理水平的表达可能增强依赖种子序列的脱靶抑制作用,影响 RNA 诱导沉默复合物组分的可用性,或诱导非特异性的细胞应激。由于未进行剂量-反应系列实验,因此无法明确 miR-486-3p 丰度与所观察表型之间的关系。此外,缺乏基于抑制剂的功能缺失实验,限制了对 miR-486-3p 在肺腺癌细胞中内源性生理功能的结论。因此,当前结果应被具体解读为稳定强制过表达所导致的后果。

应考虑若干局限性。本研究仅检测了两种KRAS突变型LUAD细胞系,且由于使用了不同的常规培养基,限制了与Beas-2b细胞比较结果的解读。研究过程中未进行细胞系鉴定和支原体检测,miR-486-3p的定量分析仅以U6作为唯一的参照。此外,研究缺乏功能缺失实验、剂量反应实验、报告基因实验、挽救实验以及功能性Wnt信号通路检测。同时,划痕愈合实验和Transwell实验结果可能受到细胞增殖、活力或黏附能力差异的影响。最后,研究未纳入动物模型、患者样本或临床验证队列。因此,研究结果仅限于该强制表达体系内的观察 体外 系统,并不能确立直接靶向性、通路因果关系或临床应用价值。

综上所述,在 A549 和 H358 肺腺癌细胞中,稳定过表达 miR-486-3p 降低了多种与生长和运动能力相关的指标,并伴随 WNT5B、DVL1、总 β-catenin 和 BCL-2 表达水平的降低。这些发现为进一步的机制研究提供了基础,但并未确立 WNT5B 或 DVL1 为 miR-486-3p 的直接靶点,也未证实存在线性的 WNT5B/DVL1/β-catenin 信号通路,或证明 miR-486-3p 的临床应用价值。

披露

作者声明无利益冲突。

致谢

本研究获得了浙江省医药卫生科技计划(2025KY349)和嘉兴市重点扶持学科(2023-zc-014)的经费支持。

材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
1 M Tris-HCl (pH 6.8)SolarbioT1020SDS-PAGE 浓缩胶的制备
1.5 M Tris-HCl (pH 8.8)SolarbioT1010SDS-PAGE 分离胶的制备
20× TBS 缓冲液Solarbio71080Western 印迹洗涤和抗体稀释用储存缓冲液
30% 丙烯酰胺/双丙烯酰胺溶液(29:1)SolarbioA1010SDS-PAGE 凝胶的制备
4% 多聚甲醛固定液ServicebioG1101克隆形成实验和 Transwell 实验的固定
5× 蛋白上样缓冲液BeyotimeP0015SDS-PAGE 蛋白样品制备
过硫酸铵Solarbio427A038SDS-PAGE 凝胶聚合引发剂
BCA 蛋白定量试剂盒BeyotimeP0009-1蛋白浓度测定
BCL-2 抗体Boster Biological TechnologyA00040-2兔多克隆抗体;Western 印迹使用稀释比为 1:5,000
细胞计数试剂盒-8(CCK-8)TargetMolC0005细胞增殖相关代谢活性检测;每 100 μL 培养基中加入 10 μL
化学发光成像系统Bio-RadChemiDoc MPWestern 印迹成像
氯仿ServicebioG3005基于 TRIzol 的 RNA 提取过程中的相分离
结晶紫染色液ServicebioG1014克隆和 Transwell 膜染色
DMEMServicebioG4511Beas-2b 细胞常规培养基
DVL1 抗体Signalway Antibody53180兔一抗;Western 印迹使用稀释比为 1:5,000
胎牛血清(FBS)BiosharpBL203B常规细胞培养中添加 10%(v/v);Transwell 下室中添加 20%(v/v)
GraphPad Prism 8GraphPad Software版本 8图表绘制与统计分析
Hieff qPCR SYBR Green Master Mix(无 Rox)Yeasen Biotechnology11201ES08基于 SYBR Green 的定量 PCR
Hifair III 第一链 cDNA 合成超混合液(含 gDNA 消化酶)Yeasen Biotechnology11141ES60mRNA RT-qPCR 的逆转录
IBM SPSS StatisticsIBM版本 22.0统计分析
ImageJNational Institutes of Health版本 1.53Western 印迹条带密度分析、伤口面积测量、克隆计数和 Transwell 细胞计数
倒置显微镜OlympusCKX53伤口愈合实验和 Transwell 实验的成像
异丙醇ServicebioG3006基于 TRIzol 的 RNA 提取过程中的 RNA 沉淀
LV-miR-486-3p 和 LV-NC 慢病毒制剂GenePharma定制合成稳定过表达 miR-486-3p 的载体和随机阴性对照载体
Matrigel 基底膜基质Corning354234用无血清 DMEM 稀释至 1:8;终蛋白浓度约为 1 mg/mL
甲醇Xilong ScientificGB/T 683-2006PVDF 膜活化
酶标仪BioTekELx800在 450 nm 处测定吸光度
微量紫外-可见分光光度计AllshengNano-600RNA 浓度及 A260/A280 纯度评估
青霉素-链霉素Gibco, Thermo Fisher Scientific15240062常规细胞培养中添加 1%(v/v)
磷酸盐缓冲液(PBS)ServicebioG0002细胞和膜的洗涤
蛋白酶抑制剂混合物APExBIOK1007加入 RIPA 裂解缓冲液中
蛋白 MarkerBiosharpBL712AWestern 印迹分子量参照
PVDF 膜MilliporeK2MA8350EWestern 印迹蛋白转膜膜
QuantStudio 5 实时荧光定量 PCR 系统Thermo Fisher ScientificQuantStudio 5RT-qPCR 数据采集
RIPA 裂解缓冲液BeyotimeP0013B总细胞蛋白提取
RNA 提取试剂(TRIzol 类型)ServicebioG3013总 RNA 提取
RPMI 1640 培养基ServicebioG4510A549 和 H358 细胞的常规培养基,以及无血清 Transwell 细胞悬液
SDSSolarbioS8010SDS-PAGE 试剂
脱脂奶粉BD2271470Western 印迹用 5% 封闭液
StarBase v3.0Sun Yat-sen Universityhttps://rnasysu.com/encori/基于 TCGA 的 miR-486-3p 表达分析
TargetScanHumanWhitehead Institute for Biomedical Researchhttps://www.targetscan.org/vert_80/预测候选 miR-486-3p 结合位点
TEMEDSigma-AldrichT8090SDS-PAGE 凝胶聚合催化剂
Transwell 小室,24 孔,8 μm 孔径Corning3428Matrigel 包被膜穿透实验
胰蛋白酶ServicebioG4000细胞消化
Tween-20Solarbio815A043Western 印迹洗涤缓冲液的制备
垂直电泳系统Liuyi BiotechnologyDYCZ-24DNSDS-PAGE 蛋白分离
Western HRP 底物鲁米诺试剂Affinity BiosciencesKF001化学发光法 Western 印迹检测
湿转系统Bio-Rad1703930蛋白向 PVDF 膜转移
WNT5B 抗体Signalway Antibody56808兔一抗;Western 印迹使用稀释比为 1:5,000
β-actin 抗体Abcamab8227上样内参;Western 印迹使用稀释比为 1:5,000
β-catenin 抗体Signalway Antibody21725兔一抗;Western 印迹使用稀释比为 1:5,000

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