Используемые реагенты и оборудование перечислены в таблице материалов.
Культивирование клеток
Использовались клеточные линии аденокарциномы легкого человека (LUAD) A549 и H358, а также иммортализованная линия бронхиального эпителия Beas-2b. Линии A549 (KRAS G12S) и H358 (KRAS G12C; дефицитные по STK11) были выбраны в качестве общепринятых моделей LUAD с различными вариантами мутаций KRAS, в то время как Beas-2b использовалась в качестве незлокачественного бронхиального эпителиального контроля. Клетки A549 и H358 культивировали в среде RPMI-1640, а клетки Beas-2b — в среде DMEM; каждая среда содержала 10% фетальной бычьей сыворотки и 1% пенициллина-стрептомицина. Клетки культивировали при 37 °C в увлажненной атмосфере, содержащей 5% CO₂. Поскольку опухолевые линии и линия эпителиального контроля содержались в разных стандартных средах, сравнения базового уровня экспрессии между различными клеточными линиями интерпретировали с осторожностью.
Лентивирусная трансдукция и селекция стабильных клеточных линий
Для реализации стратегии стабильного усиления функции использовали лентивирусные векторы, несущие предшественник hsa-miR-486-3p (LV-miR-486-3p) или скрамблированную последовательность отрицательного контроля (LV-NC). Клетки A549 и H358 высевали в 6-луночные планшеты с плотностью 5 × 104 клеток/лунку и культивировали в течение ночи. На следующий день клетки подвергали воздействию лентивируса с множественностью заражения (MOI) 10 в присутствии 8 µg/mL полибрен. Через 24 ч вирусный инокулят заменяли свежей полной средой. Трансдуцированные клетки селектировали пуромицином в концентрации 2 µg/mL в течение 7 дней. После селекции выжившим клеткам давали восстановиться, затем их наращивали для последующих молекулярных и функциональных анализов. Группу с ингибитором miR-486-3p не включали, так как данное исследование было специально разработано для оценки эффектов стабильной принудительной гиперэкспрессии.
ПРИМЕЧАНИЕ: MOI, время воздействия полибренa и условия селекции пуромицином должны быть идентичными для групп LV-NC и LV-miR-486-3p, чтобы минимизировать различия в жизнеспособности клеток, связанные с процедурой обработки.
ОТ-КПЦР
Для определения уровней экспрессии miR-486-3p и подтверждения эффективности лентивирусной оверэкспрессии в клетках A549 и H358 была проведена RT-qPCR. Общую РНК выделяли с использованием реагента TRIzol в соответствии с инструкциями производителя. Концентрацию и чистоту РНК оценивали спектрофотометрически; приемлемым считалось соотношение A260/A280 в диапазоне 1,8–2,1. Для анализа мРНК 1 µg общей РНК подвергали обратной транскрипции в кДНК с помощью коммерческого набора для синтеза кДНК согласно протоколу производителя. Для анализа микроРНК синтез кДНК проводили с использованием специфического для микроРНК стем-петлевого праймера для обратной транскрипции. Количественную ПЦР проводили в общем объеме реакции 20 µL, содержащем 10 µL 2× SYBR Green Master Mix, по 0,4 µM каждого праймера и 2 µL матрицы кДНК. Протокол амплификации состоял из этапа начальной денатурации при 95 °C в течение 5 min, после чего следовали 40 циклов денатурации при 95 °C в течение 10 s и отжига/элонгации при 60 °C в течение 30 s. Затем проводили анализ кривых плавления для проверки специфичности амплификации. В качестве внутреннего контроля для количественного определения микроРНК использовали малую ядерную РНК U6, а в качестве референсного гена для нормализации мРНК — GAPDH. Относительные уровни экспрессии определяли методом 2−ΔΔCq.
Последовательности праймеров для miRNA были следующими: праймер для обратной транскрипции с «шпилькой» (stem-loop), 5′-GTCGTATCGACTGCAGGGTCCGAGGTATTCGCAGTCGATACGAC
ATCCTG-3′; прямой праймер для miR-486-3p, 5′-CGCGGGGCAGCTCAGTA-3′; универсальный обратный праймер, 5′-ACTGCAGGGTCCGAGGTATT-3′; прямой праймер для U6, 5′-CTCGCTTCGGCAGCACA-3′ и обратный праймер для U6, 5′-AACGCTTCACGAATTTGCGT-3′. Последовательности праймеров для WNT5B, DVL1, CTNNB1, BCL2 и GAPDH, а также длина ампликонов и эффективность амплификации приведены в Таблице 1. Экспрессия мРНК была нормализована по GAPDH, в то время как экспрессия miR-486-3p — по U6. Каждый эксперимент включал три независимых биологических повторности, с тремя техническими повторностями для каждой биологической повторности.
Вестерн-блоттинг
После завершения 7-дневной селекции пуромицином и периода восстановления клетки лизировали в буфере RIPA, содержащем ингибиторы протеаз. Концентрацию белка определяли с помощью BCA-анализа. Равные количества белка (20 µg на лунку) разделяли в 10% SDS-PAGE гелях и переносили на ПВДФ-мембраны методом влажного переноса при 300 mA в течение 120 мин. Мембраны блокировали 5% раствором обезжиренного молока, приготовленным на трис-солевом буфере с добавлением 0,1% Tween-20 (TBST), в течение 1 ч при комнатной температуре. Мембраны инкубировали в течение ночи при 4 °C с первичными антителами к WNT5B (1:1,000), DVL1 (1:1,000), β-catenin (1:1,000), BCL-2 (0.5 µg/mL) или β-actin (1:5,000). Производители и номера каталогов всех антител указаны в таблице материалов. После трех 10-минутных промывок TBST мембраны инкубировали с козьими вторичными антителами против IgG кролика, конъюгированными с HRP, в разведении 1:5,000 в течение 1 ч при комнатной температуре. Затем мембраны трижды промывали TBST, и полосы белков визуализировали с помощью хемилюминесцентного субстрата и системы гель-документации и визуализации. Интенсивность полос количественно оценивали с помощью ImageJ. Содержание каждого целевого белка нормировали по соответствующему сигналу β-actin из того же биологического образца. Для денситометрического анализа использовали только экспозиции в линейном, ненасыщенном диапазоне детектирования. Было проведено три независимых биологических эксперимента.
Анализ с использованием набора для подсчета клеток Cell Counting Kit-8
Клетки A549 и H358, стабильно трансдуцированные LV-NC или LV-miR-486-3p, высевали в 96-луночные планшеты в количестве 1,5 × 104 клеток/лунку в 100 µL полной среды. После ночной адгезии среду заменяли, и значение абсорбции в момент 0 ч измеряли сразу после добавления реагента Cell Counting Kit-8. В моменты 0 ч, 24 ч, 48 ч, 72 ч и 96 ч в каждую лунку добавляли 10 µL реагента и инкубировали в течение 1 ч при 37 °C, после чего измеряли абсорбцию при 450 nm. Для уточненного анализа временного хода значения каждой группы нормировали по соответствующему значению в момент 0 ч перед построением графиков. Было проведено три независимых биологических эксперимента, и значения технических повторности внутри каждого эксперимента усреднялись перед статистическим анализом.
Анализ колониеобразования
Стабильно селектированные клетки A549 и H358 готовили в виде суспензий из отдельных клеток с концентрацией 5 × 102 cells/mL. В каждую лунку 6-луночного планшета высевали по 1 мл клеточной суспензии, после чего добавляли 3 mL полной среды. Клетки культивировали в течение 14 дней, заменяя среду каждые 5 дней. Колонии промывали PBS, фиксировали 4% параформальдегидом в течение 20 min, окрашивали кристаллическим фиолетовым в течение 20 min, промывали и высушивали на воздухе. В программе ImageJ подсчитывали количество колоний, содержащих не менее 50 клеток. Было проведено три независимых биологических эксперимента.
ПРИМЕЧАНИЕ: Для предотвращения искусственной агрегации клеток необходимо обеспечить получение однородной суспензии одиночных клеток и минимальное воздействие на планшет при формировании колоний.
Анализ миграции клеток
Стабильно трансдуцированные клетки A549 и H358 высевали в 6-луночные планшеты и культивировали до образования сплошного монослоя. С помощью стерильного наконечника дозатора объемом 10 µL создавали прямую царапину, затем удаляли отслоившиеся клетки и проводили визуализацию одних и тех же отмеченных полей через 0 h, 24 h, 48 h и 72 h. Площадь раны измеряли в программе ImageJ, а степень закрытия раны рассчитывали по формуле: (площадь в 0 h − площадь в указанный момент времени) / площадь в 0 h × 100%. Было проведено три независимых биологических эксперимента. Фармакологические блокаторы пролиферации не использовались, поэтому данный анализ интерпретировали как измерение закрытия раны, а не как специфический показатель миграции.
ПРИМЕЧАНИЕ: Царапины должны быть нанесены с одинаковой шириной и силой нажатия; на протяжении всего временного интервала необходимо наблюдать за одними и теми же участками.
Анализ инвазии клеток
Тесты на инвазию в системе Transwell проводили с использованием поликарбонатных мембранных вставок для 24-луночных планшетов с размером пор 8 µm. Верхнюю поверхность каждой вставки покрывали 100 µL матрикса базальной мембраны Matrigel, разведенного в безсывороточной среде DMEM в соотношении 1:8 до приблизительной конечной концентрации белка 1 mg/mL, и инкубировали при 37 °C в течение 4 h. Клетки A549 и H358 ресуспендировали в безсывороточной среде RPMI-1640 с плотностью 8 × 105 клеток/mL и 4 × 105 клеток/mL соответственно. В верхнюю камеру добавляли аликвоту клеточной суспензии объемом 200 µL, что соответствовало 1.6 × 105 клеток A549 или 8 × 104 клеток H358 на одну вставку. Нижнюю камеру заполняли 500 µL среды RPMI-1640, содержащей 20% эмбриональной бычьей сыворотки в качестве хемоаттрактанта. После инкубации при 37 °C в увлажненной атмосфере с 5% CO₂ в течение 48 h неинвазивные клетки, оставшиеся на верхней поверхности мембраны, осторожно удаляли ватным тампоном. Клетки, прошедшие через мембрану, фиксировали 4% параформальдегидом в течение 20 min и окрашивали 0.1% кристаллическим фиолетовым в течение 20 min при комнатной температуре. Для каждой вставки получали изображения пяти случайно выбранных микроскопических полей, а количество инвазивных клеток подсчитывали с помощью ImageJ. Среднее количество клеток в пяти полях принимали за одно значение для каждой вставки; при этом в качестве экспериментальной единицы рассматривали вставку, а не отдельное микроскопическое поле. Проводили три независимых биологических эксперимента.
ПРИМЕЧАНИЕ: Осторожно и равномерно удалите клетки, не проникшие через мембрану, чтобы избежать ее повреждения или смещения клеток, мигрировавших на ее нижнюю поверхность.
Статистический анализ
Данные представлены в виде среднего значения ± SD — стандартное отклонение; n обозначает количество независимых биологических экспериментов, если не указано иное. Технические повторности или данные из нескольких микроскопических полей одного и того же экспериментального объекта усреднялись перед проведением статистического анализа. Для сравнения трех клеточных линий использовался однофакторный дисперсионный анализ с последующим попарным сравнением с поправкой Тьюки. Для анализа временных кривых CCK-8 и времени закрытия раны использовался двухфакторный дисперсионный анализ с повторными измерениями для оценки эффектов воздействия, времени и взаимодействия воздействия и времени с последующим сравнением в отдельные моменты времени с поправкой Шидака. Сравнение двух групп проводилось с помощью двустороннего непарного t-критерия Стьюдента t-критерииСтатистический анализ и визуализация данных проводились с использованием программного обеспечения для статистического анализа и построения графиков. Точный pЗначения p указаны на панелях рисунков или в таблицах с исходными данными. Статистическая значимость определялась как p < 0.05; *p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0,001 и ****p < 0.0001.