hBD-1 调控结肠癌自噬新机制:HAS-CIRCpedia-5280/miR-4712-5p 轴的关键作用

【字体: 时间:2025年03月07日 来源:Journal of Translational Medicine 6.1

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  研究人员针对结肠癌治疗难题,研究 hBD-1 对其自噬的调控,发现相关作用机制,为治疗提供新靶点。

  在癌症的世界里,结肠癌(Colorectal cancer,CRC)是一个不容忽视的 “狠角色”。它在全球癌症发病率中排名第三,死亡率更是位居第二 ,如同隐藏在暗处的杀手,悄无声息地威胁着人们的生命健康。由于早期症状不明显,缺乏有效的早期诊断标志物,许多患者确诊时已处于晚期,治疗手段有限,且现有治疗方法如手术、放疗和化疗不仅副作用大,对正常细胞有很强的毒性,还容易出现复发和转移的情况,因此,寻找更有效的治疗方法迫在眉睫。
在这样的背景下,内蒙古医科大学的研究人员展开了一项意义重大的研究。他们聚焦于人类 β- 防御素 1(Human beta-defensin-1,hBD-1)、环状核糖核酸(Circular ribonucleic acids,circRNAs)和微小 RNA(microRNA,miRNA)在结肠癌中的作用机制,致力于为结肠癌的治疗开辟新的道路。该研究成果发表在《Journal of Translational Medicine》杂志上。

研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。在细胞实验方面,通过细胞计数试剂盒 - 8(Cell Counting Kit-8,CCK-8)检测细胞增殖能力,划痕实验评估细胞迁移能力;采用单丹磺酰尸胺(monodansylcadaverine,MDC)染色观察细胞内自噬小泡;运用蛋白质免疫印迹法(Western blot analysis)分析相关信号通路蛋白水平。在基因研究技术上,利用 RNA 提取和定量实时聚合酶链反应(qRT-PCR)检测基因表达水平;通过 circRNA 测序和生物信息学分析筛选差异表达的 circRNAs;借助核糖核酸酶 R(RNase R)消化实验验证 circRNA 的环状结构;运用放射免疫沉淀实验(radioimmunoprecipitation assay)验证分子间的相互作用。

研究结果主要围绕以下几个方面展开:

  • hBD-1 抑制结肠癌细胞增殖并诱导自噬:CCK-8 实验表明,hBD-1 能降低结肠癌细胞的存活率,抑制细胞增殖,且浓度为 50ng/mL 时效果显著。划痕实验显示,hBD-1 可减少细胞迁移。MDC 染色发现,hBD-1 增加了细胞内自噬小泡的数量。Western blot 分析进一步证实,hBD-1 抑制了 AKT/mTOR 信号通路,增强了细胞自噬,促进了自噬相关蛋白 Beclin-1 和 LC3II/I 的表达。
  • hBD-1 下调结肠癌细胞中 HAS-CIRCpedia-5280 的表达:对 SW-620 细胞进行 RNA 测序,发现 hBD-1 处理后,细胞中 circRNAs 的表达发生变化,其中 HAS-CIRCpedia-5280 的表达下调。通过 RNase R 消化实验和聚合酶链式反应(PCR)验证了 HAS-CIRCpedia-5280 的环状结构,表明它在结肠癌细胞中可形成稳定的环状结构。
  • HAS-CIRCpedia-5280 作为 miR-4712-5p 的海绵发挥作用:研究人员通过数据库预测和实验验证,发现 HAS-CIRCpedia-5280 与 miR-4712-5p 可直接结合 Ago2,表明 HAS-CIRCpedia-5280 可能作为 miR-4712-5p 的海绵,影响其功能。
  • HAS-CIRCpedia-5280 通过 hBD-1 抑制结肠癌细胞增殖、迁移并促进自噬:过表达 HAS-CIRCpedia-5280 可促进细胞增殖和迁移,抑制自噬;但在 hBD-1 存在的情况下,这些现象发生逆转,表明 HAS-CIRCpedia-5280 在 hBD-1 的作用下对结肠癌细胞的增殖、迁移和自噬有重要影响。
  • miR-4712-5p 通过 hBD-1 抑制结肠癌细胞进展:抑制 miR-4712-5p 的表达,可增强结肠癌细胞的增殖和迁移能力,减少自噬小泡数量,抑制自噬;而 hBD-1 能逆转这些作用,进一步证明了 miR-4712-5p 在结肠癌细胞进展中的重要作用以及 hBD-1 对其的调控作用。
  • miR-4712-5p 模拟物减轻过表达 HAS-CIRCpedia-5280 在结肠癌细胞中的作用:共转染 miR-4712-5p 模拟物和 HAS-CIRCpedia-5280 表达质粒,可抑制结肠癌细胞的增殖和迁移,促进自噬,hBD-1 的存在进一步增强了这些效果,表明 HAS-CIRCpedia-5280 通过海绵吸附 miR-4712-5p,在 hBD-1 的参与下,对结肠癌细胞的生长和转移产生重要影响 。

综合研究结论与讨论部分,该研究揭示了 hBD-1 抑制结肠癌细胞增殖并促进细胞自噬的机制,即 hBD-1 通过 HAS-CIRCpedia-5280/miR-4712-5p 抑制 AKT/mTOR 磷酸化,进而诱导自噬。这一发现意义重大,HAS-CIRCpedia-5280/miR-4712-5p 有望成为结肠癌诊断和预后的生物标志物,为结肠癌的治疗提供了新的潜在靶点和理论依据,为攻克结肠癌这一难题带来了新的希望。

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