İnsan LUSC dokularında FOXD1 ekspresyonu artmıştır
Bir gen ekspresyon profilleme etkileşimli analiz (GEPIA) sorgusu, LUSC'de normal akciğer örneklerine göre daha yüksek FOXD1 transkript bolluğu olduğunu göstermiş, ancak akciğer adenokarsinom karşılaştırması anlamlılık düzeyine ulaşmamıştır (Şekil 1A). 12 eşleşmiş LUSC ve komşu tümör dışı dokunun analizi, qRT-PCR ve western blotting ile aynı değişim yönünü ortaya koymuştur (Şekil 1B,C). İmmünohistokimyasal boyama da tümör kesitlerinde, eşleşmiş komşu dokuya göre daha güçlü bir FOXD1 sinyali göstermiştir (Şekil 1D).
FOXD1 nakavtlaması LUSC hücrelerinde canlılığı ve migrasyonu azaltır, apoptozu artırır
FOXD1 transkript bolluğu, SK-MES-1 ve NCI-H226 hücrelerinde BEAS-2B hücrelerine göre daha fazlaydı (Şekil 2A). FOXD1'i hedefleyen üç küçükye müdahale eden RNA (siRNA) taranmış; qRT-PCR ve western blotting ile tespit edilen en büyük azalmayı sağlayan siRNA-1, sonraki analizler için seçilmiştir (Şekil 2B,C). Negatif kontrole kıyasla, FOXD1 nakavt işlemi (knockdown), her iki LUSC hücre hattında Hücre Sayım Kiti-8 sinyalini azaltmış (Şekil 2D), Annexin V-pozitif hücreleri artırmış (Şekil 2E) ve Transwell migrasyonunu düşürmüştür (Şekil 2F). Sürece tek bir seçilmiş reaktif ile devam edildiğinden, fonksiyonel sonuçlar hedef dışı etkilerin sekans bağımsız olarak dışlandığı anlamına gelmemektedir.
LUSC örneklerinde METTL3 ekspresyonu FOXD1 ile korelasyon göstermektedir
m6A metilasyonu, okaryotlarda yaygın olarak bulunan, metiltransferazlar ve demetilazlar tarafından düzenlenen, m6A-bağlayıcı proteinler tarafından tanınan ve işlenen dinamik ve tersine çevrilebilir bir kimyasal modifikasyondur18. Global m6A sinyali, 12 LUSC dokusunda eşleşen komşu dokulara göre daha yüksek çıkmış ve ayrıca her iki LUSC hücre hattında BEAS-2B hücrelerine göre daha yüksek bulunmuştur (Şekil 3A). METTL3, METTL14, WTAP ve RBM15 kodlayan transkriptler, eşleşen tümör örneklerinde artış göstermiştir (Şekil 3B). GEPIA verileri ve 12 tümörlü set genelinde, FOXD1'in METTL3 ile en belirgin pozitif ilişkisi görülmüş; RBM15 ile olan ilişki ise daha zayıf kalmıştır (Şekil 3C,D). Western blotting, tümör dokularında daha yüksek METTL3 bolluğunu daha net bir şekilde göstermiştir (Şekil 3E). Bu analizler doğrudan bir düzenlemeyi değil, birlikte varyasyonu kanıtlamaktadır.
METTL3 susturulması FOXD1 bolluğunu ve LUSC hücre fenotiplerini değiştirir
Üç METTL3 hedefli küçük interferan RNA, SK-MES-1 ve NCI-H226 hücrelerinde qRT-PCR ve western blotting ile tarandı (Şekil 4A,B). METTL3 nakavt işlemi global m6A sinyalini düşürdü (Şekil 4C). FOXD1 aşırı ekspresyonu, METTL3'ü artırmadan FOXD1'i artırdı (Şekil 4D) ve dört gruplu kurtarma deneyi, METTL3 nakavt sonrası FOXD1 bolluğunun azaldığını ve bunun FOXD1 konstrüktü ile geri kazandığını doğruladı (Şekil 4E,F). METTL3 nakavtı canlılığı ve migrasyonu azalttı, apoptozu artırdı; FOXD1'in yeniden ekspresyonu bu değişiklikleri kısmen tersine çevirdi (Şekil 4G–I). Dolayısıyla, kurtarma verileri kültür hücrelerinde FOXD1'in METTL3'ün aşağısında (downstream) etki gösterdiği ile tutarlıdır.
METTL3 pertürbasyonu, FOXD1 RNA ve protein stabilitesi ile ilişkilidir
Artan kanıtlar, m6A mRNA modifikasyonunun pre-mRNA eklenmesi (splicing), translasyon, nükleositoplazmik ihracat, yıkım ve eklenme dahil olmak üzere mRNA döngüsünün çeşitli yönlerini modüle ettiğini göstermektedir19,20. SRAMP, FOXD1 RNA'sında aday m6A motiflerini belirlemiş ve m6A2Target, H1299 hücrelerinde METTL3'ü öngörülen bir FOXD1 ilişkili yazar (writer) olarak listelemiştir (Şekil 5A,B). Bu veri tabanı çıktıları hipotez oluşturucu niteliktedir ve LUSC hücrelerinde bağlanmayı veya bölgeye özgü metilasyonu kanıtlamamaktadır. Aktinomisin D ile transkripsiyonel blokajın ardından, METTL3 nakavt sonrası FOXD1 RNA'sı, kontrol hücrelerine kıyasla daha hızlı azalmıştır (Şekil 5C). MG132 ile işlem görmüş METTL3 aşırı eksprese eden hücrelerde FOXD1 bolluğu, MG132 ile işlem görmüş vektör kontrollerine göre daha yüksekken; CHX işlemi sonrası bu örüntü gözlemlenmemiştir (Şekil 5D,E). CHX zaman seyri, METTL3 nakavt sonrası FOXD1 proteininin daha hızlı kaybolduğunu göstermiştir (Şekil 5F). Toplu olarak bu analizler, FOXD1 RNA ve protein stabilitesindeki METTL3 ilişkili değişikliklerle uyumludur; ancak modifiye edilen adenozini tanımlamamış, doğrudan bağlanmayı kanıtlamamış veya bir m6A okuyucusu (reader) belirlememiştir.
FOXD1 knockdown LUSC ksenogreft büyümesini baskılar
FOXD1 fonksiyonunu in vivo test etmek için, kontrol ve FOXD1-knockdown SK-MES-1 hücreleri nude farelere subkütan olarak implante edildi (grup başına n = 8). İmplantasyondan 1 hafta sonra başlanarak, tümörler 20 gün boyunca her 4 günde bir ölçüldü ve inokülasyondan sonraki 27. günde toplandı. Eksize edilen tümörler FOXD1-knockdown grubunda daha küçüktü (Şekil 6A), büyüme eğrileri daha yavaş yükseldi (Şekil 6B) ve final ağırlıkları daha düşüktü (Şekil 6C). Knockdown tümörlerde FOXD1 ve Ki-67 boyanması da azalmıştı (Şekil 6D). Bu deneyler yalnızca FOXD1 knockdown işlemini değerlendirmektedir; METTL3 inhibisyonunu in vivo test etmemektedir.
Hepsi birlikte değerlendirildiğinde, FOXD1 akciğer skuamöz hücreli karsinom dokularında ve hücrelerinde aşırı eksprese edilmişti; proliferasyonu, migrasyonu ve ksenogreft büyümesini destekliyordu. METTL3 nakavt edilmesi global m6A seviyelerini azaltmış, FOXD1 ekspresyonunu düşürmüş ve malign hücresel fenotipleri bozmuşken, FOXD1'in yeniden ekspresyonu bu etkileri kısmen tersine çevirmiştir. Stabilite analizleri, METTL3 ile ilişkili FOXD1 post-transkripsiyonel düzenlemesini desteklemektedir ancak doğrudan bölgeye özgü metilasyonu veya tüm yolağın in vivo kurtarılmasını kanıtlamamaktadır. Çalışma tasarımı Şekil 7'de özetlenmiştir.
VERİLERİN ERİŞİLEBİLİRLİĞİ:
Bu çalışmada analiz edilen tüm veriler makale ve şekillerinde yer almaktadır. Raporlanan özetlerin temelini oluşturan kimliksizleştirilmiş sayısal veriler; kurumsal yönetim ve katılımcı koruma gerekliliklerine tabi olmak kaydıyla, makul talep üzerine sorumlu yazardan temin edilebilir. Herhangi bir simülasyon dosyası veya özel analiz kodu kullanılmamıştır.

Şekil 1: İnsan akciğer kanseri örneklerinde FOXD1 ekspresyonu. (A) Akciğer adenokarsinomu (LUAD) ve akciğer skuamöz hücreli karsinomunda (LUSC) FOXD1 transkript bolluğunun normal akciğer örnekleri ile GEPIA karşılaştırması. (B) 12 eşleştirilmiş LUSC ve komşu tümör dışı dokularda FOXD1 transkript bolluğu. (C) Aynı eşleştirilmiş dokularda FOXD1 protein bolluğu. (D) Temsili FOXD1 immünohistokimyası. İnsan dokusu n = 12 çift; in vitro tarzı teknik tekrarlar hasta düzeyindeki n değerini değiştirmez. D panelindeki ölçek çubuğu = 50 µm. ***P < 0.001. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2: SK-MES-1 ve NCI-H226 hücrelerinde FOXD1 susturulmasının etkileri. (A) BEAS-2B, SK-MES-1 ve NCI-H226 hücrelerindeki FOXD1 transkript bolluğu. (B) Transfeksiyondan 48 sa sonra FOXD1'i hedefleyen üç küçük müdahale eden RNA'nın qRT-PCR taraması. (C) Aynı üç FOXD1 hedefli küçük müdahale eden RNA'nın Western-blot taraması. (D) FOXD1 susturulması sonrası hücre sayım kiti-8 analizi. (E) 48. saatteki Annexin V–florescein izotiyosiyanat/propidyum iyodür apoptoz analizi. (F) Transfektesi hücrelerin ekilmesinden 24 sa sonra ölçülen Transwell migrasyonu; arşivlenmiş görüş alanı görüntüleri, kalibrasyon meta verileri mevcut olmadığı için geriye dönük ölçek çubuğu olmadan sunulmuştur. Üç bağımsız biyolojik deney gerçekleştirilmiştir. *P < 0.05; **P < 0.01; ***P < 0.001. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3: Global N6-metiladenozin ve METTL3 ile FOXD1 arasındaki ilişki. (A) Eşleşmiş dokularda ve BEAS-2B, SK-MES-1 ve NCI-H226 hücrelerinde global m6A sinyali. (B) 12 eşleşmiş LUSC ve komşu dokuda METTL3, METTL14, WTAP ve RBM15 transkriptleri. (C) FOXD1 ile her bir writer arasındaki GEPIA korelasyonları. (D) 12 LUSC tümöründe FOXD1 ile writer transkriptleri arasındaki korelasyonlar. (E) Eşleşmiş LUSC ve komşu dokularda METTL3 proteini. İnsan dokusu n = 12 çift; hücre analizleri üç bağımsız biyolojik deneyi temsil eder. *P < 0.05; **P < 0.01; ***P < 0.001. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 4: METTL3 nakavdownu, FOXD1 kurtarması ve LUSC hücresi fenotipleri. (A) Transfeksiyondan 48 sa sonra üç METTL3 hedefli küçük interfere eden RNA'nın qRT-PCR taraması. (B) Aynı üç METTL3 hedefli küçük interfere eden RNA'nın Western-blot taraması. (C) METTL3 nakavdownu sonrası global m6A sinyali. (D) FOXD1 aşırı ekspresyonu sonrası FOXD1 transkript ve protein bolluğu. (E) Kontrol, si-METTL3, ov-FOXD1 ve kombine si-METTL3 + ov-FOXD1 koşullarında qRT-PCR ile ölçülen METTL3 ve FOXD1 transkript bolluğu. (F) Aynı kurtarma gruplarında western blotting ile ölçülen METTL3 ve FOXD1 protein bolluğu. (G) Cell Counting Kit-8 analizi. (H) Akış sitometrisi ile apoptoz. (I) Transwell migrasyonu. Üç bağımsız biyolojik deney gerçekleştirilmiştir. Western-blot bantlarının altındaki sayılar normalize edilmiş hedef protein/GAPDH oranlarını göstermektedir. ns, anlamlı değil; *P < 0.05; **P < 0.01; ***P < 0.001. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 5: METTL3, FOXD1 transkript ve protein regülasyonu ile ilişkilidir. (A) FOXD1 transkripti içindeki SRAMP tarafından öngörülen N6-metiladenozin bölgeleri. (B) METTL3'ü FOXD1 ile ilişkili bir aday yazıcı (writer) olarak tanımlayan m6A2Target öngörüsü. (C) Negatif kontrol ve METTL3-knockdown hücrelerinde 5 µg/mL actinomycin D uygulaması sonrası 0 h, 2 h, 4 h ve 6 h zaman noktalarındaki göreceli FOXD1 mRNA bolluğu. (D) İşlem görmemiş vektör-kontrol hücrelerinde, MG132 ile işlem görmüş vektör-kontrol hücrelerinde ve MG132 ile işlem görmüş METTL3-overexpressing hücrelerde (10 µM MG132) FOXD1 protein bolluğu. (E) İşlem görmemiş vektör-kontrol hücrelerinde, CHX ile işlem görmüş vektör-kontrol hücrelerinde ve CHX ile işlem görmüş METTL3-overexpressing hücrelerde (20 µM CHX) FOXD1 protein bolluğu. (F) Negatif kontrol ve METTL3-knockdown hücrelerinde 20 µM CHX uygulaması sonrası 0 h, 3 h, 6 h ve 9 h zaman noktalarındaki FOXD1 protein ekspresyonu. GAPDH yükleme kontrolü olarak kullanılmıştır. Hücre deneyleri üç bağımsız biyolojik tekrarda gerçekleştirilmiştir. Gösterilen blotlar temsilidir; bantların altındaki sayılar normalize edilmiş FOXD1/GAPDH oranlarını belirtmektedir. *P < 0.05; **P < 0.01; ***P < 0.001. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 6: FOXD1 knockdown'ı SK-MES-1 ksenogreft büyümesini baskılar. (A) Negatif kontrol ve FOXD1-knockdown gruplarından çıkarılan tümörler; ölçek çubuğu = 1 cm. (B) İmplantasyondan 1 hafta sonra başlayarak 20 gün boyunca her 4 günde bir ölçülen tümör büyümesi; örnekler inokülasyondan sonraki 27. günde toplanmıştır. (C) Toplama anındaki tümör ağırlığı. (D) Ksenogreft dokudaki temsili FOXD1 ve Ki-67 immünohistokimyası; ölçek çubuğu = 50 µm. n = grup başına 8 fare; **P < 0.01. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 7: Genel çalışma tasarımı ve kanıt sınırları. FOXD1, METTL3 ve global m6A profillemesi için eşleşmiş LUSC dokuları (n = 12 çift) ve hücre hatları kullanılmıştır; genetik pertürbasyon ve kurtarma işlemlerini canlılık, apoptoz, migrasyon ve stabilite analizleri izlemiştir. Bir FOXD1-knockdown ksenogreft modeli (grup başına n = 8 fare) 20 gün boyunca izlenmiştir. Diyagram, hücre tabanlı METTL3 kanıtlarını FOXD1-spesifik in vivo kanıtlardan ayırmakta; doğrudan bağlanma, bölgeye özgü m6A, okuyucu kimliği ve in vivo METTL3 aktivitesini test edilmemiş olarak tanımlamaktadır. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
| Gen | Yön | Dizilim (5′–3′) |
| FOXD1 | İleri (Forward) | TCTGAGTAACGCGTTATGCTT |
| FOXD1 | Geri (Reverse) | CGGAATCGGACGCAAGTCTT |
| GAPDH | İleri (Forward) | GGAGCGAGATCCCTCCAAAAT |
| GAPDH | Geri (Reverse) | GGCTGTTGTCATACTTCTCATGG |
| METTL14 | İleri (Forward) | CTGAAAGTGCCGACAGCATTGG |
| METTL14 | Geri (Reverse) | CTCTCCTTCATCCAGATACTTACG |
| METTL3 | İleri (Forward) | CCAGCACAGCTTCAGCAGTTCC |
| METTL3 | Geri (Reverse) | GCGTGGAGATGGCAAGACAGATG |
| RBM15 | İleri (Forward) | GTTGTGGCTTATGTGGAGTTTAC |
| RBM15 | Geri (Reverse) | CACTTAAAACACCGGCATTGG |
| WTAP | İleri (Forward) | GCAACAACAGCAGGAGTCTGCA |
| WTAP | Geri (Reverse) | CTGCTGGACTTGCTTGAGGTAC |
Tablo 1: Kantitatif ters transkripsiyon polimeraz zincir reaksiyonu primer dizileri. Diziler 5′–3′ yönünde bildirilmiştir.