IF27.7|MIR22HG通过TGFβSMAD信号通路抑制结直肠癌进展并增强免疫治疗效果

企业   2025-01-15 17:30   湖北  

今天小编和大家一起分享的是发表在Molecular Cancer(IF27.7)的文章,MIR22HG acts as a tumor suppressor via TGFB/SMADsignaling and facilitates immunotherapy in colorectalcancer.

此篇研究是研究长非编码RNA(lncRNA)MIR22HG在结直肠癌(CRC)中的作用机制,以及其对免疫疗法的影响。文章通过一系列的实验和分析,揭示了MIR22HG作为一个肿瘤抑制因子,通过TGFβ/SMAD信号通路发挥作用,并促进免疫疗法在CRC中的效果。


研究目的

1.分析lncRNA在CRC中的表达模式和功能,特别是MIR22HG的作用。

2.探索MIR22HG在CRC中的肿瘤抑制机制。

3.研究MIR22HG如何影响CRC的免疫疗法效果。


研究思路

1.利用细胞实验(MTT和transwell实验)和动物模型研究MIR22HG对CRC细胞活力和迁移能力的影响。

2.通过机制研究,探讨MIR22HG如何通过TGFβ/SMAD信号通路发挥肿瘤抑制作用。

3.研究MIR22HG表达与CRC患者免疫疗法反应之间的关系。


1.生物信息学筛选差异表达的lncRNAs

从TCGA项目中下载478例结肠腺癌(COAD)患者和41例正常对照,以及166例直肠腺癌(READ)患者和10例正常对照的全基因组表达数据。


使用Wilcoxon秩和检验识别差异表达的lncRNAs,调整p值(FDR)小于0.005且表达变化大于3倍的lncRNAs被认为是显著差异表达的。


识别出232个在COAD中上调和274个下调的lncRNAs,以及26个在READ中上调和184个下调的lncRNAs。特别关注了在两种癌症中共同下调的126个lncRNAs,其中MIR22HG表达显著下调。


2.验证MIR22HG在独立CRC队列中的表达模式

分析了1311个样本的公共CRC数据集,包括GEO数据库中的多个数据集。使用Wilcoxon秩和检验比较CRC组织和正常组织中MIR22HG的表达水平。


结果

在四个独立数据集中,MIR22HG在CRC中的表达水平显著低于正常组织,且在转移性癌症患者中表达更低。Kaplan-Meier生存曲线和log-rank测试显示,MIR22HG低表达与患者较差的总体生存和无病生存相关。


3.实验验证MIR22HGCRC细胞中的功能

选择LoVo和HCT116两种CRC细胞系进行实验。

细胞定位和编码潜力分析:通过qRT-PCR检测MIR22HG在细胞核和细胞质中的表达。

siRNA敲低实验:使用siRNA技术敲低HCT116细胞中MIR22HG的表达,检测克隆形成、细胞增殖和迁移能力。

过表达实验:在LoVo细胞中过表达MIR22HG,检测克隆形成、细胞增殖和迁移能力。


结果

MIR22HG在细胞核和细胞质中均有表达,表明其可能在两个位置发挥调控作用。

敲低MIR22HG显著增加了克隆形成和细胞迁移能力,促进了细胞增殖。

过表达MIR22HG显著减少了克隆形成和细胞迁移能力,抑制了细胞增殖。


4.体内实验验证MIR22HG的功能

使用小鼠皮下异种移植模型和多种转移模型(肠道转移、肺转移和原位肝转移模型)。

将过表达MIR22HG的细胞和空载体转导的细胞分别注入小鼠,观察肿瘤生长和转移情况。


结果

过表达MIR22HG的肿瘤异种移植模型中,肿瘤体积和重量显著小于空载体转导的细胞。

在多种转移模型中,过表达MIR22HG显著减少了转移结节的数量。


5.机制研究:MIR22HGTGFβ/SMAD信号通路的相互作用

基因集富集分析(GSEA:分析与MIR22HG共表达的基因,发现这些基因在多个癌症相关信号通路中富集,包括TGFβ信号通路。

表达相关性分析:计算MIR22HG与TGFβ信号通路中基因的表达相关系数,发现MIR22HG与SMAD2、SMAD3和SMAD4的表达显著相关。

RNA pull-down和质谱分析:使用生物素标记的RNA pull-down和质谱分析技术,识别与MIR22HG相互作用的蛋白质,发现SMAD2蛋白与MIR22HG特异性结合。

RNA免疫沉淀(RIP)实验:进一步确认MIR22HG与SMAD2的相互作用。

机制验证:通过共免疫沉淀实验,验证MIR22HG通过竞争性结合SMAD2,抑制SMAD2与SMAD4的相互作用,从而发挥肿瘤抑制作用。


6.MIR22HG在上皮-间质转化(EMT)中的作用

GSEA分析:发现与MIR22HG共表达的基因在EMT通路中富集。

细胞表型分析:过表达MIR22HG的细胞表现出上皮细胞特性,而敲低MIR22HG的细胞表现出间质细胞特性。

基因和蛋白表达分析:qRT-PCR和Western blot实验显示,敲低MIR22HG显著降低了上皮标记物(E-cadherin、ZO-1和Occludin)的表达,同时增加了间质标记物(N-cadherin、vimentin和fibronectin)的表达。

机制验证:干扰SMAD2表达和TGFβ信号通路活性可以部分逆转EMT基因和蛋白的表达,表明MIR22HG通过SMAD2/SMAD4-SNAI1轴促进EMT过程。


7.MIR22HG在免疫疗法中的作用

免疫相关评分和免疫细胞解卷积:计算CRC患者的免疫评分、MHC评分和免疫细胞溶解活性(CYT)评分,使用TIMER估计混合细胞群体中成员细胞类型的丰度。

相关性分析:发现MIR22HG高表达的CRC患者显示出更高的突变负担、MHC评分、免疫评分和CYT评分,且对免疫疗法的反应更好。

动物模型验证:使用C57BL/6小鼠模型,通过联合MIR22HG和PD-L1阻断治疗,观察肿瘤生长和生存情况。


结果

联合治疗显著抑制了肿瘤生长,减少了肿瘤重量,延长了小鼠的生存时间。

生物发光成像显示,过表达MIR22HG显著增强了PD-L1阻断治疗的敏感性。


8.MIR22HG增加CD8 T细胞浸润的机制

·相关性分析:发现MIR22HG的表达与T细胞浸润显著相关,且与T细胞标记基因CD8A的表达显著相关。

·流式细胞术分析:过表达MIR22HG显著增加了细胞表面PD-L1和CD8A的表达。

·机制验证:干扰SMAD2表达和TGFβ信号通路活性可以影响MIR22HG对CD8A和PD-L1的表达。

·动物模型验证:在PD-L1治疗的小鼠和CRC患者中,发现CD8A的表达增加,且联合MIR22HG和PD-L1治疗的小鼠显示出更高的Cd8a表达。

通过这些详细的步骤,文章系统地揭示了MIR22HG在CRC中的肿瘤抑制作用及其对免疫疗法的促进作用,为CRC的诊断和治疗提供了新的潜在靶点。


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