探索生信之美,领悟每篇文章背后的逻辑
大家好,我是风间琉璃~前面我们一起学习了m6A的相关下游分析,如果我们继续打通m6A的上游相关分析流程。接下来做一些湿实验,那么m6A这样热点我们是不是就算做下来了。但是千里之行,始于足下,从理论到实操有很多门槛需要我们跨越。比如对m6A下游分析可视化不熟悉的同学就可以参考我们前写的推文。那么在思路方面,就需要大家多阅读文献了,当你看完m6A相关综述,进一步关注你在意的疾病中m6A相关的文章时,你就会发现,文章并没有这么多,对吧。
作为样本,那么今天跟大家分析一篇m6A干湿结合的高分文章解读,希望大家对m6A的干湿结合的理解更上一个台阶。文章标题“ALKBH5 suppresses malignancy of hepatocellular carcinoma via m 6 A-guided epigenetic inhibition of LYPD1”于2020年发表在《molecular cancer》杂志上。Molecular cancer的名号都有所耳闻了。2020年影响因子27.40,这样的影响因子提升速度,如果自己的SCI有这速度就好了。好,话不多说,我们就直接开始细细解构这篇文章的研究姿势。
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〇、期刊信息
一、文章背景
m6A作为新型的表观调控方式,在肝细胞肝癌(HCC)中具有重要的作用。而AlkB homolog 5 (ALKBH5),作为其中一个m6A去甲基化酶,在HCC中的作用并未明确。作者发现m6A的eraser ALKBH5能够介导LYPD1的表达和m6A甲基化修饰水平改变从而能够HCC疾病进程的起调控作用。
二、ALKBH5的表达差异和临床意义
作者首先比较了ALKBH5在癌和癌旁之间的RNA和蛋白的表达水平,发现ALKBH5明显在HCC下调(Figure 1a-c)。从另一独立数据集的免疫组化表达情况同样证明了这一结果(Figure 1d-e)。接下来KM曲线展示ALKBH5的下调是HHC患者的危险因素(figure 1f)。最后多因素分析提示ALKBH5是独立的预后因素(Figure 1g)
(Figure 1)
三、ALKBH5能够抑制肝细胞肝癌的进展
首先作者制备ALKBH5的siRNA,发现敲低ALKBH5后,肝癌细胞系增殖功能提高,而过表达ALKBH5后,增殖功能下降(Figure 2a)。相似的,EdU实验分析童颜展示ALKBH5对肝癌细胞系得抑制作用(Figure2b-e)。为了进一步证明ALKBH5得抗癌作用,作者进一步在动物模型上进行验证,发现敲低ALKBH5后的肿瘤重量和体积明显增加,过表达ALKBH5后肿瘤得重量和体积明显减少(Figure 2f-g)。
(Figure 2)
四、ALKBH5能够抑制肝癌细胞的迁移以及动物上的转移
作者通过transwell、wound healing assay发现ALKBH5得敲低或者过表达能够导致肝癌细胞系得迁移能力下降或者增加(Figure 3a-b)。接下来作者通过phalloidin staining展示在敲低ALKBH5后细胞骨架得变化(Figure 3c-d)。接下来通过bioluminescence imaging展示在小鼠模型中肿瘤转移情况,发现ALKBH5得沉默能够促进肿瘤得转移(Figure 3 e-g)。
(Figure 3)
五、ALKBH5的下游靶标LYPD1
作者首先通过dot blot assay 发现ALKBH5对肝癌细胞系m6A的修饰作用。ALKBH5下调导致肝癌细胞系的m6A水平增加,而过表达则相反(Figure 4a)。为了进一步明确ALKBH5调控得直接机制,作者使用了MeRIP-Seq联合RNA-Seq分析ALKBH5过表达和对照组的RNA表达和RNA得m6A位点修饰水平。一共发现在ALKBH5过表达组1538个下调得差异m6A peak,以及481个下调转录本。作者这时候取了一个交集(Figure 4b),从而找前10个基因作为下游候选靶基因(Figure 4b-c)。并通过qPCR验证下游靶基因得表达水平(Figure 4d-g)。最后只有LYPD1和ALKBH5具有负向调控关系(Figure 4h)。
(Figure 4)
六、ALKBH5通过IGF2BP1-m6A依赖方式破坏LYPD1的稳定性
作者通过上面的MeRIP-seq分析明确LYPD1的3’UTR区域的m6A peak明显下降(Figure 5a)。为了进一步验证这一结果,作者通过RIP富集ALKBH5极其结合片段,发现LYPD1明显富集(Figure 5b)。接下来作者进一步通过MeRIP-qPCR,设计特定的引物从未明确了LYPD1的位点(Figure 5c)。接下来通过luciferase reporter基因实验进一步明确发现LYPD1-WT的活性更高,当ALKBH5沉默时(Figure 5d)。并且抑制的结果在ALKBH5过表达细胞中同样出现(Figure 5e)。除此之外,作者还发现ALKBH5过表达/敲低能够减少/增加LYPD1的降解时间(Figure 5f)。接下来作者通过对m6A调控机制的探索,m6A reader IGF2BP1的敲低能够导致LYPD1的明显下调(Figure 5g)。接下来作者进行过表达分析,展示了相同的结果(Figure 5h)。并且敲低ALKBH5的同时敲低IGF2BP1能够降低LYPD1的过表达。
(Figure 5)
七、LYPD1促进肝细胞肝癌的进展
通过LYPD1的敲低,检测LYPD1对细胞的增殖和活性影响(Figure 6a-b)。EdU检测结果和CCK-8和集落形成实验的结果一致(Figure 6c-d)。并且LYPD1的敲低同能能够抑制肝癌细胞系的迁移(Figure 6e-f)。接下来作者在动物模型进一步验证LYPD1的敲低能够显著抑制异植肿瘤的生长(Figure 6g-h)。接下来作者通过生物信息学方法,比较了在TCGA和GEO数据库中HHC样本的癌和癌旁的LYPD1的表达水平,并根据LYPD1的表达水平高低分组,比较两组间的预后差异(Figure6i-j)。
(Figure 6)
八、ALKBH5-LYPD1轴的失调能够刺激HCC恶化
为了进一步肝癌细胞系的增殖和迁移表型是通过ALKBH5- LYPD1轴进行调控的,作者进一步进行rescue实验。通过过CCK-8和集落形成实验,敲低ALKBH5对肝癌细胞系增殖的促进作用被 LYPD1的沉默逆转(Figure 7a-d)。敲低LYPD1同样能够消除ALKBH5敲低对肝癌细胞系的迁移能力的促进作用(Figure 7e-g)。除此之外wound healing assay同样验证ALKBH5- LYPD1的因果调控关系(Figure 7h)。
(Figure 7)
九、ALBH5和LYPD1的内在负性调控关系(临床验证)
ALKBH5和LYD1的临床相关性。作者通过ALKBH5和 LYPD1免疫组化结果,其中62.2%的样本低表达ALKBH5同时具有更高水平的LYPD1,而66.7%高表达的ALBH5样本展示出LYPD1低表大(Figure 8a-b)。接下来作者通过两个独立的GEO数据库展示出LYPD1和ALKBH5的负相关(Figure 8c)
(Figure 8)
总结下,作者从m6A相关调控基因出发,验证ALBKH5在肝细胞肝癌中的作用,接下来通过m6A-seq等预测手段,找到ALBKH5下游的靶向RNA——LYPD1,从而发现ALBKH5- LYPD1轴在肝细胞肝癌进展过程中的重要机制。
好啦,我是风间琉璃,学习完高分m6A文章套路,大家还担心实验没思路吗?大家加油,抓紧学起来!
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END

撰文丨风间琉璃
排版丨四金兄
主编丨小雪球
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