פרוטוקול זה מתאר שיטות להערכת תפקידו של MALAT1 בקידום מעבר אפיתל-מזנכימלי בסרטן השחלות האפיתל באמצעות ויסות ציר miR-200c-3p/SNAI2.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר מחקר
פרוטוקול זה מתאר שיטות להערכת תפקידו של MALAT1 בקידום מעבר אפיתל-מזנכימלי בסרטן השחלות האפיתל באמצעות ויסות ציר miR-200c-3p/SNAI2.
RNA ארוך שאינו מקודד MALAT1 מווסת מעבר אפיתל-מזנכימלי (EMT) וגרורות בסרטן שחלות אפיתל (EOC) באמצעות מנגנון RNA אנדוגני מתחרה (ceRNA) הכולל אפנון miRNA. מחקר זה נועד להבהיר את המסלול המולקולרי שבאמצעותו MALAT1 משפיע על EMT והתנהגות גרורתית באמצעות אינטראקציה עם miR-200c-3p ו-SNAI2. ביטוי MALAT1 עבר מניפולציה גנטית בקו תאי ה-EOC SK-OV-3 על ידי ביטוי יתר או נוקדאון. ההשפעות התפקודיות על רמות החלבון הקשורות ל-EMT, נדידת תאים ופלישה הוערכו באמצעות מבחני Western Blotting, ריפוי פצעים ו-Transwell, בהתאמה. ניתוח ביואינפורמטיקה זיהה את miR-200c-3p כמטרה משותפת של MALAT1 ו-SNAI2. ציר MALAT1/miR-200c-3p/SNAI2 אומת עוד יותר על ידי מבחני דיווח לוציפראז כפול וצביעה אימונופלואורסצנטית כדי לאשר אינטראקציות מולקולריות ישירות. ביטוי יתר של MALAT1 שיפר את נדידת תאי SK-OV-3 ב-20% ואת הפלישה ב-5%, מלווה בעלייה משמעותית בביטוי SNAI2 (P < 0.01). לעומת זאת, נוקדאון MALAT1 דיכא את הפנוטיפים הללו. בדיקות לוציפראז כפולות אישרו כי miR-200c-3p נקשר ישירות הן ל-MALAT1 והן ל-SNAI2 (P < 0.001). ביטוי יתר של miR-200c-3p הפחית את ה-EMT המונע על ידי MALAT1 על ידי ויסות נמוך של SNAI2 (P < 0.05), בעוד ששחזור SNAI2 הפך את ההשפעות המעכבות של השתקת MALAT1 על גרורות. פרוטוקול זה מדגים כי MALAT1 מקדם EMT וגרורות ב-EOC על ידי תפקוד כ-ceRNA המבודד את miR-200c-3p, מה שמוביל לדיכוי של SNAI2. הממצאים מספקים תובנה מכניסטית חדשה ומזהים את ציר MALAT1/miR-200c-3p/SNAI2 כמטרה טיפולית פוטנציאלית לעיכוב גרורות של סרטן השחלות.
סרטן השחלות (OvCa) הוא מחלה ממאירה ערמומית מאוד שאובחנה מאוחר. הוא מתקדם בדרך כלל ללא תסמינים עד לשלבים מאוחרים יותר, המאופיין בצמיחה אגרסיבית בעיקר בתוך חלל הצפק. תהליך פתולוגי זה מתבטא בדרך כלל במיימת, היענות טיפולית מופחתת ופרוגנוזה גרועה1. נתונים סטטיסטיים אפידמיולוגיים משנת 2018 חשפו כ-295,000 מקרים חדשים שאובחנו ברחבי העולם, עם 185,000 אירועי תמותה, המשקפים מגמת עלייה מתמשכת בנטל המחלה2. למרות שפרוטוקולי הטיפול המודרניים משלבים התערבות כירורגית ומשטר פרמקולוגי, המגבלות המתמשכות בגילוי מוקדם בשילוב עם גרורות ועמידות טיפולית שומרות על שיעורי הישרדות לטווח ארוך מתחת ל-45%3. הישנות תוך 12-18 חודשים נצפית בדרך כלל בחולים רבים עם מחלה מתקדמת4. מציאות קלינית זו מדגישה את הצורך הדחוף בזיהוי סמני אבחון רלוונטיים מבחינה קלינית ואסטרטגיות ניטור טיפוליות. לכן, הוא בעל ערך לזיהוי סמני אבחון רלוונטיים מבחינה קלינית.
נכון לעכשיו, חוקרים גילו שחלק ניכר מהגנום האנושי מייצר RNA ארוך שאינו מקודד (lncRNAs)5. LncRNAs אינם מקודדים חלבונים, קיימים אך ורק בצורת RNA וממלאים תפקידים רגולטוריים בתפקודים ביולוגיים שונים של תאים. LncRNAs מציגים חוסר שימור ומציגים דפוסי ביטוי ספציפיים מאוד לרקמות6. יש לציין כי ביטוי יתר ספציפי של lncRNAs נצפה ברקמות סרטן מרובות7. מנגנון ה-RNA האנדוגני המתחרה (ceRNA) חשף מצב חדש של אינטראקציה עם RNA. זה מבוסס היטב שמיקרו-RNAs (miRNAs) יכולים להשתיק גנים באמצעות אינטראקציות ספציפיות לרצף עם 3'אזורים לא מתורגמים (UTR) של mRNA. בינתיים, RNA לא מקודד (ncRNAs) יכול להיקשר באופן תחרותי ל-miRNA, ובכך לעכב את יכולתם להיצמד לגני מטרה ולהשפיע על ביטוי גנים8. מנגנון ה-ceRNA הוא כיום ההשערה המקובלת ביותר לתפקיד הרגולטורי של lncRNAs. הדיבור המשולש בין תעתיקי קידוד, miRNAs ו-RNAs רגולטוריים בונה רשתות מולקולריות מורכבות המשפיעות על התחלת הגידול והתקדמותו9.
MALAT1, שזוהה לראשונה בגרורות סרטן ריאות של תאים לא קטנים, התגלה כ-lncRNA בעל ביטוי יתר נרחב בגידולים ממאירים רבים10. במחקרים הקודמים שלנו, זיהינו ביטוי מוגבר של MALAT1 ברקמות OvCa הקשור ישירות לשלב11 של OvCa. כאן אנו מציגים פרוטוקול לוויסות גנטי של ביטוי MALAT1 בקו התאים האפיתל OvCa (EOC) SK-OV-3 ומעריכים את השפעתו על ביטוי חלבון הקשור למעבר אפיתל-מזנכימלי (EMT), יכולת נדידה ופוטנציאל פולשני באמצעות בדיקות מולקולריות כמו qPCR, Western Blotting, מבחני דיווח דו-לוציפראז ובדיקות פונקציונליות כגון מבחני ריפוי פצעים ומבחני Transwell. המטרה היא להבהיר את המנגנון המולקולרי שבאמצעותו MALAT1 מווסת EMT והתפשטות גרורתית ב-EOC באמצעות אינטראקציות עם miR-200c-3p ו-SNAI2.
שיטות קיימות לחקר אינטראקציות lncRNA-miRNA משתמשות לעתים קרובות בכלי חיזוי סיליקו בלבד, שעשויים להיות חסרי אימות ניסיוני. עבור מחקרי ויסות EMT, שיטות היסטולוגיות מסורתיות עשויות שלא לספק תובנות מולקולריות מפורטות. על ידי שימוש במבחני מדווח לוציפראז כפול לאימות ניסיוני, המחקר שלנו מתגבר על מגבלות אלה, ומציע אישור אמין יותר לאינטראקציות חזויות. יתר על כן, השילוב של מבחנים פונקציונליים מרובים, כגון מבחני סקראץ' וטרנסוול, לצד טכניקות מולקולריות, מאפשר הבנה מקיפה של EMT הן ברמה התאית והן ברמה המולקולרית, העולה על העומק המסופק על ידי גישות בדיקה בודדות.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תרבית תאים וטרנספקציה
קו תאי ה-OvCa האנושי SK-OV-3 תורבת בתנאים סטנדרטיים. התאים נשמרו במדיום תרבית המורכב מ-89% סרום 5A של מקוי, 10% סרום בקר עוברי ו-1% תמיסת פניצילין-סטרפטומיצין, באינקובטור לח בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס עם 5% CO2. המדיום הוחלף כל 2-3 ימים, והתאים הועברו עם הגעתם למפגש של 80-90% באמצעות 0.25% טריפסין-EDTA. מבנים לנטי-ויראלים לביטוי יתר של MALAT1 ונוקדאון MALAT1 (shRNA), כמו גם חיקוי, מעכב ובקרות שליליות של miR-200c-3p, יחד עם siRNA מכוון SNAI2 ו-siRNA הבקרה המקביל לו, התקבלו ממקורות מסחריים. לצורך טרנספקציה, תאי SK-OV-3 נזרעו בצלחות של 24 בארות בצפיפות של 5 × 104 תאים לבאר ב-500 מיקרוליטר של מדיום שלם ואפשרו להם להיצמד למשך הלילה. טרנספקציות בוצעו באמצעות מגיב טרנספקציה מבוסס שומנים (RRID: AB_2548650) בהתאם להוראות היצרן. בקצרה, חומצות גרעין (חיקויים/מעכבי miRNA או siRNAs) ומגיב טרנספקציה מבוסס שומנים דוללו במדיום מופחת סרום בנפרד, הודגרו במשך 5 דקות, ואז עורבבו יחד והודגרו למשך 15 דקות נוספות בטמפרטורת החדר כדי לאפשר קומפלקסציה. הקומפלקסים נוספו טיפה לתאים. לאחר 6 שעות, המדיום הוחלף במדיום שלם טרי. התאים נאספו 24-48 שעות לאחר הטרנספקציה לניתוחים במורד הזרם.
PCR כמותי פלואורסצנטי בזמן אמת (qPCR)
סך ה-RNA הופק מתאי SK-OV-3 מתורבתים באמצעות מגיב מיצוי RNA בהתאם להוראות היצרן. בקצרה, תאים עברו ליזה ב-1 מ"ל של מגיב לבאר של צלחת של 6 בארות, ו-RNA בודד באמצעות ערכת מיצוי RNA מסחרית בהתאם לפרוטוקול שסופק. ריכוז ה-RNA והטוהר נקבעו באמצעות ספקטרופוטומטר, ודגימות עם יחס A260/A280 בין 1.8 ל-2.0 שימשו ליישומים במורד הזרם. שעתוק הפוך בוצע באמצעות RT Master Mix (RRID: SCR_018597) עם 500 ננוגרם של RNA כולל בנפח תגובה של 20 מיקרוליטר. תנאי הרכיבה התרמית היו כדלקמן: 37 מעלות צלזיוס למשך 15 דקות, ולאחר מכן 85 מעלות צלזיוס למשך 5 שניות כדי לנטרל את הטרנסקריפטאז ההפוך. ה-cDNA שהתקבל נשמר ב-20 מעלות צלזיוס עד לשימוש. PCR כמותי בזמן אמת נערך באמצעות ערכת זיהוי miRNA qRT-PCR מסחרית במכשיר PCR בזמן אמת. כל תגובה בוצעה בנפח של 20 מיקרוליטר המכיל 10 מיקרוליטר של תערובת מאסטר של 2x qPCR, 1 מיקרוליטר של פריימרים ספציפיים (קדימה ואחורה, 10 מיקרומטר), 2 מיקרוליטר של תבנית cDNA ו-7 מיקרוליטר של מים נטולי RNase. תנאי הרכיבה התרמית היו: 95 מעלות צלזיוס למשך 10 דקות, ואחריהם 40 מחזורים של 95 מעלות צלזיוס למשך 10 שניות ו-60 מעלות צלזיוס למשך 30 שניות. ניתוח עקומת ההיתוך בוצע כדי לאמת את ספציפיות המוצר. רמות הביטוי חושבו בשיטת ΔΔCt, עם GAPDH (עבור mRNA) או U6 (עבור miRNA) כבקרות פנימיות. כל התגובות בוצעו בשלוש פעמים, והנתונים מוצגים כממוצע ± SD.
הערה: מגיב מיצוי ה-RNA הוא כימיקל מסוכן. יש לטפל בו במכסה אדים מכיוון שהוא מאכל ועלול לגרום לגירוי בעור ובעיניים. יש להשליך פסולת המכילה את המגיב בהתאם לתקנות המקומיות לסילוק פסולת מסוכנת.
בדיקת שריטות
תאי SK-OV-3 נזרעו לתוך צלחות של 24 בארות בצפיפות של 5 × 104 תאים לבאר ותרבו עד שהגיעו לכ-90-100% מפגש, ויצרו שכבה חד-שכבתית אחידה. לאחר מכן נעשה שימוש בקצה פיפטה סטרילי של 10 מיקרוליטר ליצירת שריטה ליניארית דרך שכבת התא החד-שכבתי במרכז כל באר. כדי להבטיח עקביות, הופעלו אותה זווית ולחץ במהלך היווצרות שריטות בכל הבארות. לאחר הגירוד, נוסף PBS להסרת תאים מנותקים בשתי שטיפות עדינות. לאחר מכן התאים תורבבו במדיום 5A של McCoy ללא סרום כדי למזער את השפעות ההתפשטות. תמונות של אזור השריטה צולמו מיד (0 שעות) ושוב ב-24 שעות ו-48 שעות באמצעות מיקרוסקופ הפוך בהגדלה של פי 10. רוחב השריטה בכל נקודת זמן נמדד באמצעות תוכנת ImageJ, ואחוז סגירת הפצע בהשוואה לרוחב ההתחלתי ששימש לחישוב קצב הנדידה.
בדיקת Transwell
תאי SK-OV-3 נזרעו לתוך התאים העליונים של תוספות טרנסוול (החדר העליון מכיל 200 מיקרוליטר של 1% מדיום שלם, החדר התחתון מכיל 1 מ"ל של 5% מדיום שלם) בצפיפות של 5 × 103 תאים לכל תוספת, מודגר ב-37 מעלות צלזיוס, סביבה לחה של 5% CO2 למשך 24 שעות לפני ניתוח נוסף. לאחר דגירה של 24 שעות, התוספות הוסרו ונשטפו 3 פעמים עם PBS, ולאחר מכן קיבוע ב-4% פרפורמלדהיד (PFA) למשך 15 דקות. לאחר שטיפה עם PBS, התאים הוכתמו בתמיסה סגולה קריסטל 1%. לאחר הצביעה, התאים נשטפו ב-PBS ונצפו במיקרוסקופ הפוך.
הערה: סגול קריסטל הוא כתם ביולוגי ועלול להזיק אם הוא נבלע או במגע עם העור. יש לטפל בו בזהירות, ולהשליך פסולת כראוי בהתאם לתקנות המקומיות.
בדיקת מדווח כפול לוציפראז
תאים שעברו טרנספטציה מודגרים בתנאי תרבית סטנדרטיים (37 מעלות צלזיוס, סביבה לחה של 5% CO2) למשך 48 שעות לפני הליזה. לאחר 48 שעות של דגירה, התאים עברו ליזה וצנטריפוגה ב-5,000 × גרם למשך 5 דקות ב-4 מעלות צלזיוס. אליקוט של 50 מיקרוליטר של הסופרנטנט הועבר לצלחת של 96 בארות, ואחריו הוספה רציפה של 100 מיקרוליטר של מגיב לוציפראז גחלילית ו-100 מיקרוליטר של מגיב לוציפראז רנילה לכל באר. פעילויות Firefly ו-Renilla luciferase נמדדו באמצעות מערכת Dual-Luciferase Reporter Assay על לומינומטר. פעילות רנילה לוציפראז נורמלה לפעילות לוציפראז גחלילית כדי להסביר שינויים ביעילות הטרנספקציה.
בדיקת אימונופלואורסצנציה
תאי SK-OV-3 קובעו ב-4% PFA למשך 15 דקות בטמפרטורת החדר ולאחר מכן נשטפו 3x עם PBS. כדי לחסום קשירה לא ספציפית, התאים הודגרו עם 5% סרום עזים ב-PBS למשך שעה בטמפרטורת החדר. לאחר החסימה, התאים הודגרו למשך הלילה בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס עם נוגדנים ראשוניים נגד E-cadherin (RRID: AB_2833860), N-cadherin (RRID: AB_2837725) ו-Vimentin (RRID: AB_2835318), כל אחד מדולל 1:200. למחרת, התאים נשטפו 3 פעמים עם PBS והודגרו עם נוגדנים משניים מתאימים מצומדים פלואורופור [IgG-FITC ANTI-MOUSE (RRID: AB_2843438) ואנטי-ארנב IgG-FITC (RRID: AB_2843439)] מדולל 1:500 למשך שעה אחת ב-37 מעלות צלזיוס בחושך.
הערה: פרפורמלדהיד הוא רעיל ומסרטן פוטנציאלי. יש לטפל בו בזהירות, ללבוש ציוד מגן אישי מתאים (PPE) כגון כפפות ומשקפי מגן. יש להשליך פסולת המכילה PFA כפסולת מסוכנת.
ניתוח סטטיסטי
לצורך השוואות בין שתי קבוצות, נעשה שימוש במבחן t, ועבור השוואות מרובות קבוצות, יושם ANOVA. הנתונים מוצגים כממוצע ± SD. המובהקות הסטטיסטית נקבעה על *p < 0.05, **p < 0.01 ו-***p < 0.001. כל הניסויים בוצעו עם שלושה שכפולים ביולוגיים (n = 3).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
יכולות נודדות ופולשניות של תאי SK-OV-3 המווסתים על ידי MALAT1
זרימת העבודה הניסיונית מתוארת באיור 1. כדי לחקור את תפקידו של MALAT1 בנדידה ופלישה של תאי OvCa, אפננו את ביטויו בתאי SK-OV-3. עם הפלת MALAT1, qPCR אישר דיכוי משמעותי של רמות MALAT1 (p < 0.05; איור 2A). מבחני סקראץ' הדגימו ירידה ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
OvCa, הסרטן הגינקולוגי החמישי בגודלו, נותר דאגה מרכזית לבריאות האישה2. עם זאת, רוב המקרים מזוהים בשלבים מתקדמים, מה שמגביל משמעותית את אפשרויות הטיפול היעילות, וכתוצאה מכך שיפור מינימלי בשיעורי ההישרדות הכוללים12. גרורות סרטניות בולטות כתורם עיקרי לתמותת חולים ב-EOC13. ראיות מתפתחות מצביעות על כך ש-lncRNAs ו-miRNAs הם מווסתים מרכזיים של פתוגנזה של EOC14. בין אלה, lncRNA MALAT-1 ו-miR-...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין ניגודי אינטרסים להצהיר עליהם.
עבודה זו נתמכה על ידי פרויקט קרן מדעי הטבע של מחוז פוג'יאן (2021J011378).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 0.22 μ ממברנות PVDF מ | ביוטיים | FFP32 | |
| ערכת גילוי miRNA qRT-PCR הכל-באחד | פולנגן | QP115 | |
| אלבומין סרום בקר | ביוטיים | ST025 | |
| מצע כימילומינסנציה | סוג'ואו Haixing Bioscience ושות', בע"מ | TCH-C335 | |
| מצע כימילומינסנציה | מיליפור | WBKLS0100 | |
| ערכת בדיקת גנים של Dual Luciferase Reporter | ביוטיים | RG027 | |
| סרום בקר עוברי | סוג'ואו Haixing Bioscience ושות', בע"מ | FBP-C550 | |
| עז נגד עכבר IgG FITC | זיקה | S0007 | |
| עיזים נגד ארנב IgG FITC | זיקה | S0008 | |
| ליפופקטמין 2500 | גואנגג'ואו Yingxin ביוטכנולוגיה ושות', בע"מ | SJ-LIP-2500 | |
| וירוס הפרעות MALAT1 | שנחאי GENECHEM ושות', בע"מ | LV-MALAT1-sh | |
| וירוס לנטי ביטוי יתר של MALAT1 | שנחאי GENECHEM ושות', בע"מ | LV-MALAT1-OE | |
| ה-5A של מקוי | סוג'ואו Haixing Bioscience ושות', בע"מ | גומד-B305 | |
| miR-200c-3p חיקוי | שנחאי GENECHEM ושות', בע"מ | מיקרופון-האס-200C-3P | |
| מנתח בדיקה חיסונית של אנזימים רב תכליתי | פרקין אלמר | חזון 2100 | |
| תמיסת פניצילין-סטרפטומיצין | סוג'ואו Haixing Bioscience ושות', בע"מ | גוזה-R002 | |
| קוקטייל מעכב פוספטאז | GSbioth | GS1439A | |
| נוגדן ראשוני E-cadherin | זיקה | BF0219 | |
| נוגדן ראשוני N-cadherin | זיקה | AF5239 | |
| נוגדן ראשוני וימנטין | זיקה | AF7013 | |
| PrimeScript RT מאסטר מיקס | טאקארה | RR036A | |
| מערכת זיהוי PCR בזמן אמת | ביו-ראד | CFX96 | |
| צנטריפוגה בקירור | אפנדורף | 5810R | |
| מאגר ליזה RIPA | GSbioth | GS504A | |
| ג'ל SDS-פוליאקרילאמיד | ביוטיים | פ0012א | |
| נוגדן משני עז נגד עכבר IgG FITC | זיקה | S0007 | |
| נוגדן עז משני נגד ארנב IgG FITC | זיקה | S0008 | |
| SNAI2 siRNA | גואנגג'ואו Yingxin ביוטכנולוגיה ושות', בע"מ | סי-האס-חילזון2 | |
| מסד נתונים של StarBase | אוניברסיטת סון יאט-סן | http://starbase.sysu.edu.cn | |
| ערכת בדיקת BCA | דינגואו ביוטק | BCA02 | |
| חממת תרביות התאים | הראוס | תא הרה 150 | |
| מערכת ניתוח ההדמיה | ביו-ראד | ג'ל דוק 1000 | |
| המיקרוסקופ ההפוך | שוט | MI152-N | |
| ערכת מיצוי RNA | אקוטופ | EK-1328-50T | |
| מגיב טריזול | גואנגג'ואו Yingxin ביוטכנולוגיה ושות', בע"מ | T751379 | |
| ספק כוח אלקטרופורזה אוניברסלי | וויקססיינטיפיק | WIX-EP600 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.