Снижение уровня miR-483-3p — плохой прогностический маркер при НМРЛ. Чрезмерная экспрессия miR-483-3p подавляет злокачественные фенотипы клеток НМРЛХ, функция которых была обратна из-за чрезмерной экспрессии KIF3B.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Исследовательская статья
Снижение уровня miR-483-3p — плохой прогностический маркер при НМРЛ. Чрезмерная экспрессия miR-483-3p подавляет злокачественные фенотипы клеток НМРЛХ, функция которых была обратна из-за чрезмерной экспрессии KIF3B.
МикроРНК играют широкую роль при немелкоклеточном раке лёгких (НМРЛ). Для изучения клинической ценности miR-483-3p в НМРЛ и его молекулярной цели в этом исследовании было привлечено 350 пациентов с НМРЛ. Результаты RT-qPCR показали, что гистологическая экспрессия miR-483-3p у опухоли постепенно снижалась по мере увеличения стадии метастазирования в опухолево-узле (TNM). Кривая операционной характеристики приемника (ROC) показала, что гистологический уровень miR-483-3p эффективно отличает пациентов с НМРЛ с высоким уровнем TNM стадии (III) от пациентов с низкой стадией (I+II) (площадь под кривой ROC = 0,869). Кривая Каплана-Мейера показала, что пациенты с НМРЛ с низкой экспрессией miR-483-3p демонстрировали более низкий общий уровень выживаемости за 5 лет. После корректировки с учётом других факторов, многомерный анализ Кокса дополнительно определил miR-483-3p как независимый защитный фактор для выживаемости при НМРЛ. Механистически анализ РНК pull-down показал, что апрегуляция miR-483-3p была копрецитирована с мРНК KIF3B и ингибировала её экспрессию, тем самым подавляя злокачественные фенотипы клеток НМРЛ и вызывая апоптоз. В заключение, снижение уровня miR-483-3p служит плохим прогностическим маркером при НМРЛ, потенциально влияя на прогрессирование рака за счёт негативной регуляции KIF3B.
Среди смертей, связанных с раком, одной из ведущих причин является немелкоклеточный рак лёгких (НМРЛ). Высокая смертность связана в первую очередь с агрессивным ростом опухолей, ранним метастазами и развитием приобретённойрезистентности 1,2,3. Несмотря на достижения в современных клинических стратегиях, общий прогноз для пациентов с НМРЛ остаётсяплохим 4,5,6. Помимо биологических трудностей, пациенты с НМРЛ часто испытывают сильное количество симптомов, включая боль, одышку, усталость и психологический стресс, что значительно снижает качество их жизни и усложняет клиническое ведение. Эффективная сестринская помощь — такая как оценка симптомов, обучение пациентов, психосоциальная поддержка и координация междисциплинарного ухода — играет ключевую роль в улучшении результатов лечения пациентов и соблюдении лечения. Поэтому глубокое исследование ключевых молекулярных механизмов, определяющих развитие и прогрессирование НМРЛ, имеет первостепенное значение для разработки новых прогностических биомаркеров и эффективных терапевтических стратегий, а также для информирования целевых вмешательств сестринского ухода, которые учитывают как болезненые, так и ориентированные на пациента потребности.
Широко сообщалось, что микроРНК (миРНК) регулируют экспрессию генов, либо ингибируя трансляцию целевых мРНК, либо способствуя их деградации на посттранскрипционномуровне 7. Обширные исследования показывают, что миРНК играют ключевую регуляторную роль в различных видах рака, включая НМРЛ. Их дисрегуляция тесно связана с фенотипом злокачественных опухолевых клеток и устойчивостью к химиотерапии 7,8,9,10,11. Поэтому выявление миРНК, аномально экспрессированных в НМРЛ и имеющих значительные функциональные роли, стало горячей темой в современных исследованиях опухолей. Наш предварительный биоинформатический анализ выявил последовательное снижение уровня miR-483-3p как у пациентов с НМРЛ, так и у лекарственно-устойчивых клеточных линий, что указывает на его возможную связь с неблагоприятным прогрессированием заболевания. Поэтому данное исследование сосредоточено на miR-483-3p для изучения его функции в НМРЛ. Существующие данные указывают на то, что miR-483-3p функционирует как ген-супрессор опухолей при различных видах рака человека 12,13,14,15, чьё подавление, как считается, связано с резистентностью к гефитинибу приНМРЛ 16. Однако его специфический паттерн экспрессии при НМРЛ, клиническая прогностическая ценность и лежащие в основе молекулярные механизмы остаются неполностью изучены.
Целью данного исследования было систематическое уточнение клинической значимости и биологических функций miR-483-3p в НМРЛ, а также выяснение роли его следующего члена семейства кинезинов 3B (KIF3B). Для этого мы сначала проанализировали его экспрессию в клинических образцах тканей и его корреляцию с клинически-патологическими характеристиками и прогнозом пациентов. Впоследствии были проведены in vitro функциональные анализы для изучения влияния miR-483-3p на функции клеток НМРЛХ. Кроме того, мы идентифицировали KIF3B как ключевой целевой ген miR-483-3p с помощью биоинформатических прогнозов и экспериментов в молекулярной биологии, а также подтвердили регуляторную связь с помощью функциональных спасательных анализов. Высокая экспрессия KIF3B связана с увеличением пролиферации, усилением миграции и устойчивостью к химиотерапии в раковыхклетках 17,18,19,20,21,22, однако его функциональная роль в НМРЛ остаётся неясной. Насколько нам известно, это исследование первое, характеризующее роль и клиническую значимость оси miR-483-3p/KIF3B в НМРЛ с трёх точек зрения — клинического прогноза, идентификации целевых генов и функциональных механизмов — тем самым потенциально предоставляя новые знания для оценки прогноза НМРЛ и таргетной терапии.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Этический комитет Второй аффилированной больницы Нанкинского медицинского университета одобрил это исследование. Основные принципы Хельсинкской декларации последовательно применялись на протяжении всего исследовательского процесса. Письменное информированное согласие было получено от всех отдельных участников, вошедших в исследование. Подробная информация обо всех материалах и реагентах была приведена в Таблице материалов.
Анализ биоинформатики:
База данных Gene Expression Omnibus (www.ncbi.nlm.nih.gov) была использована для поиска наборов данных, связанных с НМРЛ. GSE171517 — это некодирующий РНК-анализ, основанный на образцах сыворотки пациентов с НМРЛ и здоровых контрольных групп. GSE110815 — это некодирующий анализ РНК-матрица, проводимый на клетках гефитиниб-резистентных и чувствительных НМРЛХ. Дифференциально экспрессируемые миРНК в этих двух наборах данных были проверены путём установки порога |log2FC| ≥ 2, стр . < 0,05. Хотя эти наборы данных исходят из разных компартментов (сыворотки, клеточные линии), мы использовали дополнительную стратегию: сывороточные миРНК для неинвазивного биомаркерного потенциала и микроРНК, полученные из лекарственно-устойчивых клеточных линий, для их функциональной значимости для прогрессирования и устойчивости. Пересечение назначило miR-483-3p для валидации тканей, при условии, что дисрегуляция перекрестного компартмента указывает на устойчивую биологическую значимость для НМРЛ.
Потенциальные цели miR-483-3p предсказывались одновременно в базах данных miRDB (https://mirdb.org/custom.html) и starbase (https://rnasysu.com/encori/index.php). Порог скрининга в этих двух базах данных составлял Target Score ≥ 60 и TDMDScore ≥ 1 соответственно. Затем была использована платформа биоинформатического анализа (www.bioinformatics.com.cn) для анализа GO с использованием пересечения этих целей.
Включение клинических образцов:
Это исследование является ретроспективным наблюдательным когортным исследованием, основанным на хирургически удаленных образцах НМРЛК. В исследовании приняли участие 350 пациентов с НМРЛ, проходивших хирургическое лечение в больнице, включая 96 пациентов с метастазами в опухолевом узле (ТНМ) стадии I, 96 пациентов с заболеванием II стадии и 158 пациентов с заболеваниями III стадии. Их подробные клинические характеристики представлены в Таблице 1. Всем этим пациентам был поставлен диагноз НМРЛ с помощью гистологического обследования. Критерии исключения включают нарушения функции сердца, печени или почек, активные инфекции или аутоиммунные заболевания, тяжёлые психические расстройства или когнитивные нарушения, отсутствие или неполные клинические записи, а также неполучение информированного согласия пациентов. Клинический анализ проводился путем сбора образцов опухолевых тканей и состояния выживаемости в течение пяти лет после постановки диагноза. Методология последующего наблюдения следующая: все пациенты проходили наблюдение с момента операции до их смерти, потери наблюдения или окончания исследования. В течение первого года наблюдение проводилось каждые 3 месяца. После этого он проводился каждые 6 месяцев через амбулаторные осмотры и телефонные интервью. На каждом последующем осмотре фиксировалась информация о состоянии выживаемости, причине смерти, рецидиве заболевания и последующем лечении. Общий период выживаемости определялся как период от даты операции до даты смерти по любой причине.
Обработка клеток:
BEAS-2B, нормальная эпителиальная линия клеток лёгких человека, была культивирована в DMEM, содержащей 10% сыворотки плода крупного рогатого скота (FBS) и 1% пенициллина/стрептомицина (P/S). Все линии клеток НМРЛ (HCC827, H1299, H520, A549) были культивированы в специализированной растительной среде, поставляемой тем же поставщиком. Основная формула специализированной среды для HCC827, H1299 и H520 — RPMI-1640 + 10% FBS + 1% P/S, а для A549 — это F-12K Хэма + 10% FBS + 1% P/S. Замороженные клетки быстро размораживаются в водяной бане при температуре 37 °C, центрифугируют для удаления криоконсервационной среды и снова суспензируются в свежей культурной среде. Когда клетки достигают 90% слияния, они перевариваются с помощью 0,25% трипсина-ЭДТА и проходят в соотношении 1:3. Все клеточные линии были подтверждены анализом STR (Дополнительный файл 1), и они свободны от загрязнения микоплазмой. Все эксперименты in vitro использовали клетки с четвёртого по десятое поколение.
Агонист miR-483-3p и его отрицательный контроль (агонист-NC), малая интерферирующая РНК KIF3B (si-KIF3B) и его отрицательный контроль (si-NC), а также вектор переэкспрессии KIF3B (oe-KIF3B) и его пустой контроль (oe-NC) были трансфектированы с помощью трансфекционного реагента. Рабочая концентрация агониста miR-483-3p или агониста-NC составляла 100 нМ, а количество плазмиды oe-KIF3B — 2,5 мкг (пластина с 6 лунками). Клетки собирались через 48 часов после трансфекции для последующих экспериментов.
RT-qPCR:
Общая РНК из образцов тканей и клеток опухоли была извлечена с помощью реагента TRIzol. Обратно транскрибированная кДНК была подготовлена с использованием комплекта RT-реагентов, а затем qPCR проводилась на системе 7500 Fast RT-PCR с использованием SYBR Green Pro Taq HS Premix. Относительная экспрессия miR-483-3p и KIF3B была нормализована с помощью хозяйственных U6 и GAPDH методом 2-ΔΔCT . Соответствующие последовательности праймеров следующие:
miR-483-3p (F), 5'-ACACTCCAGCTGGGGGTCACTCCTCTCCTCC-3'
miR-483-3p (R), 5'-CTCAACTGGTGTCGTGGGGCAATTCAGTTGAAGACGGG-3'
KIF3B (F), 5'-ATCCTGGAGCAGAAACGACAGG-3'
KIF3B (R), 5'-GTTCCAAGGTCTCTCTCTCTCTCTCTCG-3'
U6 (F), 5'-ATGTTCCAGTATGACTCTA-3'
U6 (R), 5'-ATGTTCCAGTATGACTCTA-3'
GAPDH (F), 5'-GTAACCCGTTGAACCCCATT-3'
GAPDH (R), 5'-CCATCCAATCGGTAGTAGGG-3'
RT-qPCR проводилось с тремя независимыми биологическими репликами.
Жизнеспособность клеток:
Клетки HCC827 (3000 клеток/колодца) и A549 (2000 клеток/скважины), с трансфекцией или без, сеялись в пластину на 96 лунок для различных периодов культурирования. После прилипления клеток к поверхности жизнеспособность клетки оценивалась в определённые временные моменты в специально отведённых скважинах. В частности, в колодцы были добавлены 10 мкл Cell Counting Kit-8 (CCK-8) и 90 мкл среды для двухчасовой инкубации при 37 °C. Поглощение каждой ямы измерялось на 450 нм с помощью считывателя микропластин. Проверка жизнеспособности клеток проводилась с помощью трех независимых биологических репликат.
Анализ Трансвелла:
Для анализа инвазии/миграции использовалось устройство камеры Трансвелла с матричным покрытием или без покрытия базальной мембраны (8 мкм). После того как верхняя камера была засеяна трансфектированными ячейками НМРЛ (8 × 104, 500 мкл), а нижняя камера заполнялась 700 мкл DMEM (10% FBS). Была проведена 24-часовая инкубация при 37 °C. После аккуратного протирания клеток верхнего слоя мембраны ватной палочкой клетки на нижней поверхности мембраны фиксировались 4% параформальдегидом в течение 20 минут при комнатной температуре, затем окрашивались раствором 0,1% кристаллического фиолетового цвета в течение 10 минут при комнатной температуре, после чего кратко промывали с проточной водопроводной водой для удаления лишних пятен. Мигрировавшие клетки подсчитывались вручную с помощью оптического микроскопа. Для каждой камеры Трансвелла случайным образом выбирались три неперекрывающихся поля зрения, а количество окрашенных ячеек в каждом поле подсчитывалось. Затем рассчитывалось среднее количество клеток. Этот подсчёт был проведён двумя независимыми исследователями, не знавшими экспериментальных условий, и полученные средние значения использовались для статистического анализа. Анализ трансвелла проводился с использованием трех независимых биологических репликатов.
Обнаружение клеточного апоптоза
Для обнаружения апоптоза клеток НМРЛ использовался набор для окрашивания Annexin V-FITC/PI. Кратко, суспензия с 6 ×10 4 элементами была впервые подготовлена с использованием 195 мкл буфера связывания Annexin V-FTC. Затем последовательно добавлялись раствор для окрашивания Annexin V-FITC (5 мкл) и раствор PI (10 мкл) для 20-минутной инкубации при комнатной температуре в темноте. После завершения инкубации немедленно использовался потоковый цитометр для обнаружения клеток, подлежащих тестированию. Для каждой выборки было получено 10 000 событий. Стратегия гейтинга была следующей: ячейки сначала были гейтированы на FSC-A против SSC-A для исключения мусора, затем на FSC-A против FSC-H. Затем апоптотические клетки были идентифицированы на графиках Annexin V-FITC vs. PI. Квадранты настраивались с помощью незапятнанных и одноразовых элементов управления. Процент апоптоза рассчитывался как сумма ранних апоптотических (Annexin V⁺/PI⁻) и позднего апоптотического (Annexin V⁺/PI⁺) клеток. Обнаружение апоптоза клеток проводилось с помощью трех независимых биологических репликат.
РНК-вытягивание
Сегмент мРНК KIF3B (KIF3B/NM004798.4/NP004789.1: 32334713–32334791, 5'-AGAAATCTGTCACCTTTTTTGCCCCTGTGTTCCTGAAATGGCTCTTTGGGGTTATTATTTATGAAAGGAGTGAGTGAGTGAGTGAGTGAGTGAGTCCT-3', 78 nt) был синтезирован in vitro и промаркирован биотином с помощью набора для дестиотиотиниляции РНК 3' End Desthiotinilation. После инкубации экстрактов клеток с мРНК KIF3B с меткой биотина в течение 1,5 часа при 4 °C были добавлены магнитные шарики стрептавидина для двухчасовой инкубации при комнатной температуре. Наконец, уровень miR-483-3p в каждой реакции был обнаружен с помощью RT-qPCR с тремя независимыми биологическими репликами.
Статистический анализ
Непрерывные переменные в этом исследовании были выражены как среднее ± стандартное отклонение (среднее ± SD), а категориальные данные представлены как подсчёты. Для анализа использовалось соответствующее программное обеспечение для статистического анализа. Для экспериментального анализа данных использовался односторонний/двусторонний ANOVA, за которым последовал пост-хок тест Тьюки. p < 0,05 считался статистически значимым.
Анализ кривой операционной характеристики приемника (ROC) был проведён для определения способности экспрессии miR-483-3p отличать пациентов с НМРЛ с высокой стадией (III) от пациентов с низкой стадией (I + II) ТНМ. Индекс Юдена (чувствительность + специфичность – 1) использовался для определения порогового значения, которое максимизировало баланс между чувствительностью и специфичностью. Площадь под кривой (AUC) была рассчитана для оценки общей дискриминационной способности экспрессии miR-483-3p. AUC > 0,7 считался приемлемым. Все анализы ROC проводились с помощью GraphPad Prism.
Для анализа выживаемости для оценки общих кривых выживаемости использовался метод Каплана-Мейера. Тест логарифмического ранга применялся для сравнения распределения выживаемости между группами (miR-483-3p — группы с высокой и низкой экспрессией). Кривые Каплана–Мейера были построены с 95% доверительным интервалом (ДИ). Для многомерной модели регрессии пропорциональных опасностей Кокса была применена следующая стратегия выбора переменных: для каждой кандидатной переменной был проведён унивариантный анализ. Переменные с p-значением < 0,10 в одномерном анализе рассматривались как потенциальные предикторы и впоследствии включены в многомерную регрессионную модель Кокса. Многомерный анализ проводился с использованием метода прямого поэтапного (условного) отбора на основе теста на отношение правдоподобия, при этом критерии входа и удаления были установлены в p < 0,05 и p > 0,10 соответственно. Предположение о пропорциональных опасностях было проверено для каждой переменной с использованием остаточных данных Шёнфельда (p > 0,05 не показало нарушения). Результаты были представлены как коэффициенты риска (HR) с 95% ДИ. Все тесты были двусторонними, и p-значение < 0,05 считалось статистически значимым, если не указано иное.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Пониженная регуляция miR-483-3p представляет собой плохой прогноз при НМРЛ
Диаграмма Венна (дополнительный рисунок 1) показывает, что miR-483-3p понижен как в сывороточных образцах пациентов с НМРЛ, так и в линий клеток, устойчивых к химиотерапии. Односторонний анализ ANOVA показал, что экспрессия miR-483-3p в опухоли постепенно снижается с увеличением стадии TNM (рисунок 1A). Ана...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
В этом исследовании систематически изучалась роль miR-483-3p в подавлении опухолей НМРЛ и их основной механизм посредством клинического анализа образцов и молекулярных механизмов. Цель этого исследования заключалась в двух аспектах: (1) определить, является ли miR-483-3p независимым прогностическим маркером при НМРЛ, и (2) выяснить молекулярный механизм, с помощью которого miR-483-3p может подавлять злокачественные фенотипы через таргетирование KIF3B. Наши результаты свидетельствуют о кл...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторам нечего раскрывать.
Ни одного.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 0,1% кристаллический фиолетовый | Соларбио/Китай | G1064 | |
| 0,25% трипсин-ЭДТА | Gibco/USA | 25200056 | |
| 4% параформальдегид | Бейотим/Китай | P0099 | |
| Быстрая RT-PCR система 7500 | Applied Bio-systems/США | 4351106 | |
| A549 | Procell/China | CL-0016 | |
| Среда, специфичная для A549, | Procell/China | CM-0016 | |
| Комплект для окрашивания Annexin V-FITC/PI | Бейотим/Китай | C1062S | |
| BEAS-2B | STEM RECELL/Китай | STM-CL-5102 | |
| Набор для подсчёта клеток-8 (CCK-8) | Соларбио/Китай | CA1210 | |
| Среда DMEM | MeilunBio/Китай | PWL003 | |
| Сыворотка плода крупного рогатого скота | Gibco/USA | A5256701 | |
| Программное обеспечение GraphPad Prism | GraphPad | Версия 7.0 | |
| H1299 | Procell/China | CL-0165 | |
| Среда, специфичная для H1299 | Procell/China | CM-0165 | |
| H520 | Procell/China | CL-0402 | |
| Среда, специфичная для H520 | Procell/China | CM-0402 | |
| HCC827 | Procell/China | CL-0094 | |
| Среда, специфичная для HCC827 | Procell/China | CM-0094 | |
| KIF3B мРНК | Genscript Biotech/Китай | Кастомизация | |
| Реагент Lipo6000 | Бейотим/Китай | C0526 | |
| miR-483-3p агонист/агонист-NC | MedChemExpress/USA | HY-R01451A | |
| oe-KIF3B/oe-NC | RiboBio/Китай | Кастомизация | |
| Пенициллин/стрептомицин | Соларбио/Китай | P1400 | |
| РНК Пирса 3' Конец набора для дестибиотинилирования | Thermo Fisher Scientific/USA | 20163 | |
| PrimeScript RT Reagent Kit (Perfect Real Time) | TaKaRa/Япония | RR037A | |
| si-KIF3B/si-NC | RiboBio/Китай | Кастомизация | |
| SPSS | IBM | Версия 23.0 | |
| Магнитные шарики Streptavidin | New England Biolabs/USA | S1420S | |
| SYBR Green Pro Taq HS Premix | Точная биология/Китай | AG11701 | |
| Камера Трансвелла | Корнинг/США | 3428 | |
| Реагент Тризол | Invitrogen/USA | 15596026CN |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.