DOI:10.20047/j.issn1673-7210.2025.23.06
中图分类号:R737.9
官芮, 赵倩
| 【作者机构】 | 新疆医科大学附属肿瘤医院乳腺外科一病区 | 
| 【分 类 号】 | R737.9 | 
| 【基 金】 | 新疆维吾尔自治区自然科学基金项目(2024D01 C194)。 | 
三阴性乳腺癌(triple-negative breast cancer,TNBC)占所有乳腺癌病例的15%~20%,是乳腺癌中最具侵袭性的亚型[1]。尽管分子靶向疗法取得了最新进展,但其潜在机制仍未完全阐明[2]。因此,在寻找可靠的诊断生物标志物和治疗靶点的同时,探索TNBC发生和发展的新分子机制是临床的当务之急。环状RNA(circular RNA,circRNA)是一类内源性非编码RNA,具有超强的稳定性和多种调控功能[3]。这些特点将circR NA推向了癌症研究的前沿,使其成为新型生物标志物和治疗靶点的理想候选者[4]。有研究显示,circRNAs可以通过与微小RNA(microRNA,miRNA)竞争性结合或调节下游信号通路来调控TNBC的进展[5]。例如,Tan[6]团队的研究探讨了circRNA与miRNA在乳腺癌化疗耐药中的作用,特别指出circRNA通过吸附miRNA调控下游信号通路,影响TNBC细胞的耐药性。circ_0001777已被证明可通过调节miR-95-3p/AKAP12轴来减少TNBC细胞的增殖、迁移和侵袭[7]。同样,circ_0000851通过调节miR-1183促进丙酮酸脱氢酶激酶同工酶介导的TNBC细胞增殖和迁移[8]。总之,这些研究强调了circRNA与TNBC肿瘤发生之间错综复杂的关系,突出了它们通过miRNA/mRNA信号轴调节疾病进展的作用。本研究旨在系统探索circ_0001588对TNBC细胞生物学功能的影响,阐明其潜在的分子调控机制,并探索其作为TNBC治疗靶点的潜力。
本研究纳入于2023年7月至2025年3月在新疆医科大学附属肿瘤医院治疗的70例TNBC患者,采用外科切除术收集患者肿瘤组织和对应的癌旁正常组织,并将样本保存于-80 ℃备用。所有患者均签署了知情同意书,本研究获得了新疆医科大学附属肿瘤医院伦理委员会的批准(S-2024068)。
TCGA数据集(GSE182471)(https://www.sevenbridges.com/tcga/)中1 097例肿瘤样本,114例正常样本;GEPIA数据库(http://gepia.cancer-pku.cn/)中1 085例肿瘤样本,291例正常样本。观察hsa_circRNA_001588在肿瘤组织与正常组织中的表达。
人乳腺上皮细胞(MCF-10A)和三阴性乳腺癌细胞系(MDA-MB-468、BT-549和MDA-MB-231)均购自北京北纳创联生物技术研究院;胎牛血清(货号:FSP500)、RT-qPCR引物购于北京依科赛生物科技有限公司;青霉素-链霉素混合液(货号:15140148)、RP MI-1640培养基(货号:11875093)购于美国GIBCO公司;Transwell小室购于上海康宁有限公司;PVDF膜(货号:P2120-4)和RIPA裂解液(货号:C1055)购于北京普利莱基因有限公司;双萤光素酶报告检测试剂盒(货号:abs60342)购于上海爱必信生物科技有限公司;cDNA Synthesis SuperMix kit(货号:APE-K1073-50)购于武汉艾美捷科技;SYBR Green PCR Master Mix(货号:A46110)、Lipofectamine 2000(货号:11668019)、MTT试剂(货号:M6494)、EdU细胞增殖试剂盒(货号:C10637)、N-钙黏蛋白(N-cadherin,货号:33-3900)、E-钙黏蛋白(E-cadherin,货号:PA5-32178)、TRIzol试剂(货号:15596018CN)购于美国Thermo Fisher生物;荧光显微镜(型号:IX71)和倒置显微镜(型号:CKX53)购于日本Olympus公司;凝胶成像仪(型号:Gel DocTM XR+)购于美国Bio-Rad公司。
利用TRIzol试剂提取MCF-10A、MDA-MB-468、BT-549和MDA-MB-231细胞中的总RNA,然后参照Cdna Synthesis SuperMix kit反转录以RNA为模版合成cDNA。使用特异性引物与SYBR Green PCR Master Mix和cDNA进行混合进行PCR操作。相对表达以U6和甘油醛-3-磷酸脱氢酶作为内参,用2-ΔΔct方法进行计算。circ_0001588正向引物:5’-ATTACCAAGC CTGCCATCC-3’和反向引物:5’-CCTCCTTTACCCAGTCCCT-3’;U6正向引物:5’-CTCGCTTCGGCAGCACA-3’和反向引物:5’-AACGCTTCACGAATTTGCGT-3’。实验独立重复3次。
该研究使用的TNBC细胞系(BT-549,MDA-MB-468和MDA-MB-231)和人乳腺上皮细胞(MCF-10A),均放于37 ℃和5%CO2 条件下,在添加10%的胎牛血清和1%的青霉素链霉素的RPMI-1640培养基恒温中孵育。
选取稳定传代的BT-549和MDA-MB-231细胞进行转染,转染前24 h,在6孔板中加入培养良好的4×105 的细胞进行培养,37℃进行培养,待细胞浓度达到80%时在Lipofectamine 2000的介导下将circ_0001588小发卡RNA(sh-circ_0001588,5’-GCGGG-5’-ATTTTTGCGGCTATTT-3’)、模拟物(miR-362-3p,5’-AACACACCUAUUCAAGGAUUCA-3’)、miR-362-3p抑制剂(anti-miR-362-3p;5’-UGAAUCCUUGAAUAG GUG-UGUU-3’)及相应的对照(sh-NC:5’-CCTCTACCTGTCGCTGAGCTGTAAT-3’;miR-NC:5’-UUUGUAC -UACACAAAAGUACUG-3’;anti-miR-NC:5’-CAGU-ACUUUUGUGUAGUACAAA-3’)转染细胞。细胞在转染操作后培养6 h,移除原有转染液,更换为富含必要营养成分的完全培养基,以维持细胞的正常生长和基因功能的稳定表达。将转染sh-circ_000158、miR-362-3p、sh-circ_000158+anti-miR-NC及sh-circ_000158+anti-miR-362-3p的细胞命名为敲低circ_000158组、过表达miR-362-3p组、敲低circ_000158组+正常组、敲低circ_000158组+敲低miR-362-3p组。将转染有sh-NC及miR-NC的细胞命名为正常组。
于96孔培养板中接种转染后的BT-549和MDA-MB-231细胞,培养48 h后进行增殖能力测定。490 nm波长下检测各孔的吸光度(A)值,并按以下公式计算细胞的存活率:细胞存活率=A实验组/A对照组×100%。细胞接种于24孔培养板中(1×105 个细胞/孔),经EdU溶液染色、固定脱色、渗透、Apollo染色、渗透及DAPI染色后,在荧光显微镜下检测细胞荧光信号,并分析EDU阳性细胞数(%)。实验独立重复3次。
当BT-549和MDA-MB-231细胞融合度为85%左右,用25%的胰蛋白酶对转染细胞进行消化,离心。移除原有培养基,并使用无血清培养基对细胞进行重悬处理,随后在Matrigel覆盖滤膜的24-Transwell小室的上层均匀接种1.0×104 个细胞。在下室中加入含有10%FBS的500 μl完全培养基。细胞在37 ℃条件下培养48 h后,弃去培养基。对侵袭至小室膜下层的细胞使用500 μl 0.1%结晶紫染液进行染色,切割小室膜,并用中性树胶进行封片。最后通过倒置显微镜对穿过小室膜的侵袭细胞进行计数分析。实验独立重复3次。
为了检测MDA-MB-231细胞中N-cadherin和E-cadherin的蛋白表达及MCF-10A、BT-549和MDA-MB-231细胞中SLC7A5的蛋白表达,将以上细胞收集后,加入RIPA细胞裂解液进行裂解,随后在低温条件下离心以沉淀细胞碎片,并收集上清液中的蛋白质。对蛋白质样品进行十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳分离,电泳完成后,将蛋白质转移至PVDF膜上。转移后的PVDF膜在含5%脱脂奶粉的封闭液中室温下摇床封闭1 h,以减少非特异性结合。随后加入目标细胞相关蛋白和内参蛋白的一抗:N-cadherin抗体(1∶500)、E-cadherin抗体(1∶2 000)、SLC7A5抗体(1∶500)及β-actin抗体(1∶8 000),在4 ℃下孵育过夜。使用TBST缓冲液洗涤膜以去除未结合的抗体,之后加入辣根过氧化物酶(HRP)标记的山羊抗小鼠IgG(H+L)二抗(1∶8 000)或山羊抗兔IgG(H+L)二抗(1∶20 000),在室温下孵育1.5 h。最后,使用增强型化学发光法检测系统在凝胶成像仪中检测蛋白质的表达。实验独立重复3次。
基于circ_0001588的序列信息、miRNA和mRNA的结合位点,通过专业软件设计并合成相应的引物,构建circ_0001588的WT型和MUT型萤光素酶报告载体。在细胞转染48 h后,分别收集各实验组BT-549和MDA-MB-231细胞,并使用Promega公司的双萤光素酶报告测定系统来量化萤光素酶活性,以评估circ_0001588与miRNA的相互作用。此外,为了进一步研究miR-362-3p的功能,本研究设计了生物素标记的miR-362-3p WT和MUT探针,并将其转染入BT-549和MDA-MB-231细胞中。这些探针的构建和转染将有助于探索miR-362-3p在细胞中的具体作用机制。随后收集细胞裂解液,与DynabeadsM-280 Streptavidin孵育。下拉得到的RNA用RT-qPCR检测circ_0001588和SLC7A5在各个探针中的富集量。以上实验均独立重复3次。
采用GraphPad Prism 9.0和SPSS 26.0软件进行数据分析。计量资料采用均数±标准差( )表示,多组间比较采用单因素方差分析,两两比较采用LSD-t检验。以P<0.05为差异有统计学意义。
)表示,多组间比较采用单因素方差分析,两两比较采用LSD-t检验。以P<0.05为差异有统计学意义。
GSE182471显示circ_0001588在TNBC组织中显著上调(图1A)。在肿瘤组织中circ_0001588的表达高于正常组织(P<0.001)(图1B)。在TNBC细胞(MDA-MB-468、BT-549和MDA-MB-231)中,circ_0001588的表达高于正常乳腺上皮细胞(MCF-10A)的表达(P<0.05)(图1C)。
 
    图1 circ_0001588在TNBC患者组织中的表达(n=3)
A:GSE182471数据库挖掘乳腺癌患者肿瘤组织与癌旁组织的circRNA表达谱热图;B:circ_0001588在TNBC患者组织中的表达;C:circ_0001588在TNBC细胞中的表达。aP<0.05。TNBC:三阴性乳腺癌。
RT-qPCR结果显示,sh-circ_0001588组中circ_0001588的表达低于sh-NC组(P<0.01)(图2A)。shcirc_0001588组中细胞活力低于sh-NC组(P<0.001)(图2B)。sh-circ_0001588组中EdU阳性细胞数低于sh-NC组(P<0.01)(图2C)。sh-circ_0001588组中侵袭细胞数低于sh-NC组(P<0.01)(图2D)。Western blot法结果显示,sh-circ_0001588组中E-cadherin表达高于sh-NC组,而N-cadherin表达低于sh-NC组(P<0.01)(图2E)。
 
    图2 敲低circ_0001588抑制TNBC细胞增殖、侵袭、EMT及巨噬细胞M2极化过程(n=3)
A:敲低circ_0001588后细胞中circ_0001588的表达;B:敲低circ_0001588对细胞活力的影响;C:敲低circ_0001588对细胞增殖的影响(200×);D:敲低circ_0001588对细胞侵袭能力的影响(结晶紫染色,200×);E:敲低circ_0001588对细胞EMT相关蛋白的影响。与sh-NC组比较,aP<0.05。EMT:上皮间质转化。
circ_0001588和miR-362-3p的靶向结合位点在图3A中展示。双萤光素酶报告实验结果显示,miR-362-3p和WT-circ_0001588共转染组的萤光素酶活性显著低于miR-NC组和WT-circ_0001588共转染组(P<0.01),而miR-362-3p和MUT-circ_0001588共转染组的萤光素酶活性和miR-NC组和MUT-circ_0001588共转染组比较,差异无统计学意义(P>0.05)(图3B~C)。TNBC患者肿瘤组织中miR-362-3p的表达低于正常组织(P<0.01)(图3D)。TNBC患者的组织中,circ_0001588表达与miR-362-3p的表达呈负相关(r=-0.816 2,P<0.01)(图3E)。miR-362-3p在MDA-MB-231和BT-549细胞中的表达低于MCF-10A细胞(P<0.01)(图3F)。
 
    图3 circ_0001588与miR-362-3p之间的关系(n=3)
A:Starbase检测二者关系;B~C:双萤光素酶报告系统检测二者关系;D:miR-362-3p在TNBC患者组织中的表达降低;E:circ_0001588和miR-362-3p在TNBC患者组织中表达的相关性;F:miR-362-3p在TNBC细胞中的表达。aP<0.05。TNBC:三阴性乳腺癌。
根据TCGA分析,TNBC中的SLC7A5表达高于正常乳腺组织(图4A~B),因此SLC7A5被选为miR-362-3p的下游靶基因进行进一步研究。图4C显示了miR-362-3p序列中预测的SLC7A5结合位点。miR-362-3p和WT-SLC7A5共转染组的萤光素酶活性低于miR-NC组和WT-SLC7A5共转染组(P<0.01)(图4D~E)。TNBC患者的肿瘤组织中SLC7A5的表达高于正常组织(P<0.01)(图4F)。在来自TNBC患者的组织中,SLC7A5表达与miR-362-3p的表达呈负相关(r=-0.748 9,P<0.01)(图4G)。Western blot法结果显示,BT-549和MDA-MB-231细胞中SLC7A5的表达高于MCF-10A细胞(P<0.05)(图4H)。
 
    图4 miR-362-3p与SLC7A5之间的关系(n=3)
A:TCGA网站预测SLC7A5在TNBC中的表达;B:GEPIA网站预测SLC7A5在TNBC中的表达;C:Starbase检测miR-362-3p和SLC7A5之间存在靶向关系;D~E:双萤光素酶报告系统检测二者关系;F:SLC7A5在TNBC患者组织中的表达;G:SLC7A5在TNBC患者组织中与miR-362-3p表达的相关性;H:Western blot法检测SLC7A5在TNBC细胞中的表达。aP<0.05。TNBC:三阴性乳腺癌。
Western blot法结果显示,sh-circ_0001588组中SLC7A5的蛋白表达低于sh-NC组,而sh-circ_0001588+sh-miR-362-3p组中SLC7A5的蛋白表达高于sh-circ_0001588+sh-NC组(P<0.05)。见图5。
 
    图5 circ-0001588通过影响miR-362-3P进而介导SLC7A5的表达(n=3)
aP<0.05。
在TNBC的研究领域探索新型生物标志物和潜在治疗靶点,对于改善患者预后至关重要。本研究通过一系列体外功能性实验,系统且深入地探究了环状RNA-circ_0001588在TNBC恶性进展中的作用机制,揭示了其通过调控细胞增殖、侵袭及EMT过程,驱动TNBC恶化的关键路径。值得注意的是,与Bin等[9]在肝癌研究中发现circ_0001588直接靶向细胞周期蛋白依赖性激酶4的作用机制不同,本研究发现circ_ 0001588在 TNBC中另辟蹊径,通过miR-362-3p/ SLC7A5轴实现对肿瘤进程的调控,这一发现极大地丰富了TNBC分子机制研究的理论体系,同时也为TNBC的靶向治疗开辟了新的方向。
circRNA作为一类非编码RNA,在肿瘤发生和恶性进展中呈现多样化特征,包括充当miRNA海绵、编码功能性蛋白质及调控亲代基因表达等[10-13]。依据内源竞争RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)假说,部分高度保守的circRNA凭借其独特的结构,含有多个miRNA结合位点,能够像海绵一样吸附miRNA,进而阻断miRNA与其靶向基因的相互作用,最终实现对下游基因表达的精细调控[14]。ceRNA假设揭示了RNA之间相互作用的新机制[15-16]。为了检查circ_0001588在TNBC中作用的机制,本研究首先验证了circ_0001588在细胞中的定位。应用谱热图来确定在TNBC细胞和非TNBC细胞中差异表达的circRNA,并在TNBC患者和TNBC细胞系中鉴定出circ_0001588。本研究体外功能实验发现,circ_0001588通过影响细胞增殖、侵袭和EMT来促进TNBC的恶性进展。Cui等[17]研究表明,在TNBC组织和细胞中,circDHDDS和DDX5呈现高表达,而miR-362-3p则表现为低表达状态。进一步研究发现,miR-362-3p能够通过抑制DDX5的表达,在TNBC细胞中发挥显著的肿瘤抑制作用。生物信息学技术成功筛选出miR-362-3p作为circ_0001588的潜在靶miRNA。双萤光素酶测定验证了miR-362-3p作为circ_0001588之间的结合位点。本研究发现miR-362-3p与circ_0001588呈负相关,这不仅进一步完善了circ_0001588在TNBC中的分子调控网络,更为后续深入探究其作用机制提供了重要线索。
SLC7A5作为氨基酸转运体家族中的重要成员,在TNBC细胞的谷氨酰胺代谢重编程过程中占据核心地位[18]。已有研究表明,SLC7A5表达水平的上调能够激活氨基酸代谢通路,通过诱导丙酮酸激酶M1向丙酮酸激酶M2的表达转换,促进TNBC细胞的增殖、肿瘤的生以及治疗耐药性的产生,从而在氨基酸代谢和糖酵解之间搭建起紧密的联系桥梁[19]。关于SLC7A5与miR-362-3p在癌细胞增殖和迁移中的作用,目前鲜有直接探讨两者相互作用的研究。本研究通过实验探究,明确了miR-362-3p与TNBC中SLC7A5表达之间的调控关系,提示miR-362-3p能够通过靶向结合SLC7A5抑制其表达水平。这一发现不仅揭示了miR-362-3p能成为TNBC中新的作用靶点,更为理解circ_0001588通过miR-362-3p/SLC7A5轴调控TNBC恶性进展的分子机制提供了关键依据。然而,本研究体外初步发现circ_0001588可以miR-362-3p/SLC7A5轴途径作用。未来的研究需要改进及增加更多的实验,以进一步探索和解释circ_0001588影响TNBC的机制。
综上所述,本研究系统地阐明了circ_0001588通过吸附miR-362-3p,解除miR-362-3p对SLC7A5的抑制作用,进而激活下游信号通路,最终促进TNBC细胞的恶性进展。更为重要的是,circ_0001588、miR-362-3p及SLC7A5有望成为TNBC新型潜在预后生物标志物,同时基于该调控轴开发的靶向治疗策略,将为TNBC的精准治疗和预防肿瘤转移提供新的理论依据和实践思路,具有重要的临床转化价值和广阔的应用前景。
利益冲突声明:本文所有作者均声明不存在利益冲突。
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Effect of the circ_0001588/miR -362 -3p/SLC7A5 axis on malignant progression in triple-negative breast cancer
 
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