Die verwendeten Reagenzien und das verwendete Equipment sind in der Tabelle der Materialien aufgeführt.
Zellkultur
Es wurden die humanen Lungenadenokarzinom-(LUAD-)Zelllinien A549 und H358 sowie die immortalisierte bronchiale Epithelzelllinie Beas-2b verwendet. A549 (KRAS G12S) und H358 (KRAS G12C; STK11-defizient) wurden als häufig verwendete LUAD-Modelle mit unterschiedlichen KRAS-Mutationshintergründen ausgewählt, während Beas-2b als nicht maligner bronchialer Epithelvergleichsansatz diente. A549- und H358-Zellen wurden in RPMI-1640-Medium kultiviert, Beas-2b-Zellen in DMEM; jedes Medium enthielt 10 % fetalen Kälberserum und 1 % Penicillin-Streptomycin. Die Zellen wurden bei 37 °C in einer befeuchteten Atmosphäre mit 5 % CO₂ gezüchtet. Da die Tumor- und Epithelvergleichszelllinien in unterschiedlichen Standardmedien gehalten wurden, wurden vergleichende Expressionsanalysen zwischen den Zelllinien mit Vorsicht interpretiert.
Lentivirale Transduktion und stabile Zellselektion
Lentivirale Vektoren, die den Vorläufer von hsa-miR-486-3p (LV-miR-486-3p) oder eine zufällige Negativkontrollsequenz (LV-NC) tragen, wurden in einem stabilen Gain-of-Function-Ansatz verwendet. A549- und H358-Zellen wurden in 6-Well-Platten mit jeweils 5 × 104 Zellen/Well ausgesät und über Nacht kultiviert. Am folgenden Tag wurden die Zellen Lentivirus bei einer Multiplizität der Infektion (MOI) von 10 in Gegenwart von 8 µg/mL Polybrene ausgesetzt. Nach 24 Stunden wurde das virale Inokulum durch frisches komplettes Medium ersetzt. Transduzierte Zellen wurden durch eine Selektion mit 2 µg/mL Puromycin über einen Zeitraum von 7 Tagen angereichert. Nach der Selektion durften die überlebenden Zellen regenerieren und wurden anschließend für molekulare und funktionelle Analysen vermehrt. Ein Ansatz mit einem miR-486-3p-Inhibitor wurde nicht durchgeführt, da die vorliegende Studie speziell darauf ausgelegt war, die Effekte einer stabilen, erzwungenen Überexpression zu untersuchen.
HINWEIS: Die MOI, die Polybrene-Expositionszeit und die Puromycin-Selektionsbedingungen müssen zwischen den Gruppen LV-NC und LV-miR-486-3p identisch gehalten werden, um behandlungsbedingte Unterschiede in der Zellviabilität zu minimieren.
Echtzeit-PCR
Die RT-qPCR wurde durchgeführt, um die Expressionslevel von miR-486-3p zu bestimmen und die Effizienz der lentiviralen Überexpression in A549- und H358-Zellen zu bestätigen. Gesamt-RNA wurde unter Verwendung des TRIzol-Reagenz gemäß den Herstelleranweisungen isoliert. Die RNA-Konzentration und -Reinheit wurden spektrophotometrisch bewertet, wobei ein A260/A280-Verhältnis von 1,8–2,1 als akzeptabel galt. Für die mRNA-Analyse wurden 1 µg Gesamt-RNA mittels eines kommerziellen cDNA-Synthesekits gemäß Herstellervorschrift in cDNA umgeschrieben. Für die Analyse von Mikro-RNA erfolgte die cDNA-Synthese unter Verwendung eines miRNA-spezifischen Stamm-Schleifen-Rücktranskriptionsprimers. Die quantitative PCR wurde in einem Gesamtvolumen von 20 µL durchgeführt, das 10 µL 2× SYBR Green Master Mix, 0,4 µM jedes Primers und 2 µL cDNA-Vorlage enthielt. Das Amplifikationsprotokoll umfasste einen initialen Denaturierungsschritt bei 95 °C für 5 min, gefolgt von 40 Zyklen mit Denaturierung bei 95 °C für 10 s und Annealing/Extension bei 60 °C für 30 s. Anschließend wurde eine Schmelzkurvenanalyse durchgeführt, um die Spezifität der Amplifikation zu überprüfen. Die kleine nukleäre RNA U6 diente als interne Kontrolle für die miRNA-Quantifizierung, während GAPDH als Referenzgen für die mRNA-Normalisierung verwendet wurde. Die relativen Expressionslevel wurden nach der 2−ΔΔCq-Methode bestimmt.
Die miRNA-Primersequenzen waren wie folgt: Stem-Loop-Rücktranskriptionsprimer, 5′-GTCGTATCGACTGCAGGGTCCGAGGTATTCGCAGTCGATACGAC
ATCCTG-3′; miR-486-3p-Vorwärtsprimer, 5′-CGCGGGGCAGCTCAGTA-3′; universeller Rückwärtsprimer, 5′-ACTGCAGGGTCCGAGGTATT-3′; U6-Vorwärtsprimer, 5′-CTCGCTTCGGCAGCACA-3′; und U6-Rückwärtsprimer, 5′-AACGCTTCACGAATTTGCGT-3′. Primersequenzen für WNT5B, DVL1, CTNNB1, BCL2 und GAPDH sowie Amplikonlängen und Amplifikationseffizienzen sind in Tabelle 1 angegeben. Die mRNA-Expression wurde auf GAPDH normalisiert, während die miR-486-3p-Expression auf U6 normalisiert wurde. Jedes Experiment umfasste drei unabhängige biologische Replikate mit jeweils drei technischen Replikaten pro biologischem Replikat.
Immunoblot
Nach Abschluss der siebentägigen Puromycin-Selektion und einer Erholungsphase wurden die Zellen in RIPA-Puffer mit Proteaseinhibitoren lysiert. Die Protein-Konzentrationen wurden mittels BCA-Protein-Assay bestimmt. Gleichmäßige Proteinmengen (20 µg pro Lane) wurden auf 10 %igen SDS-PAGE-Gelen aufgetrennt und durch nasse Übertragung bei 300 mA für 120 min auf PVDF-Membranen übertragen. Die Membranen wurden mit 5 % Magermilch in Tris-gepuffertem Salzlösung mit 0,1 % Tween-20 (TBST) für 1 h bei Raumtemperatur blockiert. Anschließend wurden die Membranen über Nacht bei 4 °C mit primären Antikörpern gegen WNT5B (1:1.000), DVL1 (1:1.000), β-Catenin (1:1.000), BCL-2 (0,5 µg/mL) oder β-Aktin (1:5.000) inkubiert. Die Hersteller und Katalognummern aller Antikörper sind in der Materialtabelle angegeben. Nach dreimaligem Waschen mit TBST je 10 min wurden die Membranen für 1 h bei Raumtemperatur mit einem HRP-konjugierten sekundären Antikörper (Ziege anti-Kanin-IgG), verdünnt 1:5.000, inkubiert. Danach wurden die Membranen dreimal mit TBST gewaschen, und die Proteinbanden wurden mithilfe eines chemilumineszenten Substrats sichtbar gemacht und mit einem Gel-Dokumentations- und Bildgebungssystem aufgezeichnet. Die Bandenintensitäten wurden mit ImageJ quantifiziert. Die Menge jedes Zielproteins wurde relativ zum entsprechenden β-Aktin-Signal derselben biologischen Probe normalisiert. Für die dichtemetrische Analyse wurden ausschließlich Belichtungen innerhalb des linearen, nicht gesättigten Nachweisbereichs verwendet. Es wurden drei unabhängige biologische Experimente durchgeführt.
Cell-Counting-Kit-8-Assay
A549- und H358-Zellen, die stabil mit LV-NC oder LV-miR-486-3p transduziert wurden, wurden in 96-Well-Platten mit jeweils 1,5 × 104 Zellen/Well in 100 µL komplettem Medium ausgesät. Nach einer Übernacht-Haftung wurde das Medium erneuert, und die Absorption zum Zeitpunkt 0 h wurde unmittelbar nach Zugabe des Cell Counting Kit-8-Reagenzes gemessen. Zu den Zeitpunkten 0 h, 24 h, 48 h, 72 h und 96 h wurden je 10 µL Reagenz pro Well zugegeben und 1 h bei 37 °C inkubiert, bevor die Absorption bei 450 nm gemessen wurde. Für die überarbeitete zeitliche Analyse wurde jede Gruppe vor dem Erstellen des Diagramms auf ihren eigenen Wert zum Zeitpunkt 0 h normalisiert. Es wurden drei unabhängige biologische Experimente durchgeführt, und die technischen Ansätze innerhalb jedes Experiments wurden vor der statistischen Analyse gemittelt.
Koloniebildungsassay
Stabil selektierte A549- und H358-Zellen wurden als Einzelzell-Suspensionen mit 5 × 102 Zellen/mL hergestellt. Je ein Milliliter Zellsuspension wurde in jede Vertiefung einer 6-Loch-Platte gegeben und mit 3 mL komplettem Medium ergänzt. Die Zellen wurden 14 Tage lang kultiviert, wobei alle 5 Tage das Medium erneuert wurde. Kolonien wurden mit PBS gewaschen, 20 Minuten lang mit 4 % Paraformaldehyd fixiert, 20 Minuten lang mit Kristallviolett angefärbt, erneut gewaschen und luftgetrocknet. Kolonien mit mindestens 50 Zellen wurden in ImageJ gezählt. Es wurden drei unabhängige biologische Experimente durchgeführt.
HINWEIS: Eine homogene Einzelzell-Suspension und eine minimale Plattenstörung während der Koloniebildung sind erforderlich, um künstliche Zellaggregationen zu verhindern.
Test zur Zellmigration
Stabil transfizierte A549- und H358-Zellen wurden in 6-Well-Platten ausgesät und bis zur Ausbildung einer konfluenten Monoschicht kultiviert. Ein gerader Kratzer wurde mit einer sterilen 10-µL-Pipettenspitze erzeugt, abgelöste Zellen wurden entfernt, und dieselben markierten Felder wurden nach 0 h, 24 h, 48 h und 72 h abgebildet. Die Wundfläche wurde in ImageJ gemessen, und die Wundschlussrate wurde berechnet als (Fläche bei 0 h − Fläche zum angegebenen Zeitpunkt) / Fläche bei 0 h × 100 %. Es wurden drei unabhängige biologische Experimente durchgeführt. Es wurde kein pharmakologischer Proliferationshemmer verwendet; daher wurde dieser Assay als Messung des Wundverschlusses und nicht als migrationsspezifische Messung interpretiert.
HINWEIS: Kratzer sollten mit konstanter Breite und Druck erzeugt werden, und während des gesamten Zeitverlaufs sollten identische Felder beobachtet werden.
Test zum Zellinvasionsvermögen
Transwell-Invasionsassays wurden unter Verwendung von 24-Loch-Polycarbonatmembran-Einsätzen mit einer Porengröße von 8 µm durchgeführt. Die obere Oberfläche jedes Einsatzes wurde mit 100 µL Matrigel-Basalmembranmatrix beschichtet, die 1:8 in serumfreiem DMEM verdünnt war, um eine endgültige Proteinkonzentration von etwa 1 mg/mL zu erreichen, und für 4 h bei 37 °C inkubiert. A549- und H358-Zellen wurden in serumfreiem RPMI-1640-Medium in Dichten von 8 × 105 Zellen/mL bzw. 4 × 105 Zellen/mL resuspendiert. Ein 200 µL-Aliquot der Zellsuspension wurde in die obere Kammer gegeben, was 1,6 × 105 A549-Zellen oder 8 × 104 H358-Zellen pro Einsatz entspricht. Die untere Kammer wurde mit 500 µL RPMI-1640-Medium, das 20 % fetalen Rinderserum als Chemoattraktans enthielt, gefüllt. Nach einer Inkubation bei 37 °C in einer befeuchteten Atmosphäre mit 5 % CO₂ über 48 h wurden nicht eingewanderte Zellen, die auf der oberen Oberfläche der Membran verblieben waren, vorsichtig mit einem Wattestäbchen entfernt. Die Zellen, die durch die Membran eingewandert waren, wurden 20 min mit 4 % Paraformaldehyd fixiert und anschließend 20 min bei Raumtemperatur mit 0,1 % Kristallviolett angefärbt. Für jeden Einsatz wurden fünf zufällig ausgewählte mikroskopische Felder abgebildet, und die Anzahl der eingewanderten Zellen wurde mittels ImageJ quantifiziert. Die mittlere Zellanzahl aus den fünf Feldern galt als ein einzelner Wert pro Einsatz, wobei der Einsatz und nicht das einzelne mikroskopische Feld als experimentelle Einheit betrachtet wurde. Es wurden drei unabhängige biologische Experimente durchgeführt.
HINWEIS: Entfernen Sie die nicht eindringenden Zellen vorsichtig und gleichmäßig, um die Membran nicht zu beschädigen oder Zellen abzulösen, die auf ihre untere Oberfläche migriert sind.
Statistische Analyse
Die Daten werden als Mittelwert dargestellt ± SD und n bezeichnen unabhängige biologische Experimente, sofern nicht anders angegeben. Technische Replikate oder mehrere mikroskopische Felder derselben experimentellen Einheit wurden vor der inferenzstatistischen Auswertung gemittelt. Für den Vergleich der drei Zelllinien wurde eine einfaktorielle Varianzanalyse mit anschließenden Tukey-korrigierten paarweisen Vergleichen verwendet. Für die Zeitreihen der CCK-8- und Wundverschlussversuche wurde eine zweifaktorielle Varianzanalyse mit Messwiederholungen verwendet, um die Effekte von Behandlung, Zeit sowie der Wechselwirkung zwischen Behandlung und Zeit zu evaluieren, gefolgt von Šídák-korrigierten Vergleichen zu einzelnen Zeitpunkten. Zweigruppenvergleiche wurden mittels zweiseitigem ungepaartem Student’s t-Tests. Die statistischen Analysen und die Datenvisualisierung wurden mit statistischer Analyse- und Grafiksoftware durchgeführt. Genau p-Werte sind in den Abbildungspanels oder den Quelldatentabellen angegeben. Statistische Signifikanz wurde definiert als p < 0.05; *p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0,001 und ****p < 0.0001.