Molecular Cancer : 【非编码RNA】CircPPFIA1抑制结直肠癌的肝转移

导读

环状RNAs(CircRNAs)在结直肠癌(CRC)的发展过程中起着关键作用，包括转移。然而，其详细的分子机制尚不完全清楚。在本研究中研究者应用基因芯片技术鉴定原代KM12C和肝转移癌KM12L4细胞中差异表达的CircRNAs。半定量(Semi-qPCR)和实时定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)检测CircRNAs的表达。转移潜能包括侵袭和迁移能力，肝转移分别通过Transwell分析和脾内注射进行检测。通过反义寡核苷酸(ASO)下拉实验筛选CircPPFIA1相关的microRNA(MiRNA)和RNA通过对CircRNA芯片数据的分析，研究者鉴定了两个由PPFIA1产生的不同长度的抗转移CircRNA，分别命名为CircPPFIA1-L(Long)和-S(Short)。与原代KM12C细胞相比，它们在肝转移KM12L4细胞中的表达显著下调。KM12C中CircPPFIA1基因的敲除增强了转移潜能，增加了肝转移。相反，CircPPFIA1s的过表达减弱了转移潜能，抑制了肝转移。通过ASO下拉实验发现，CircPPFIA1是致癌miR-155-5P和HU抗原R(HUR)的海绵。CircPPFIA1分别通过诱骗miR-155-5p和隔离Hur上调肿瘤抑制CDX1的表达和下调致癌基因RAB36的表达。结合蛋白(RBP)。RT-qPCR和Western印迹分析检测CircPPFIA1对靶基因表达的影响。

论文ID

题目：Two circPPFIA1s negatively regulate liver metastasis of colon cancer via miR-155-5p/CDX1 and HuR/RAB36

译名：环状RNA PPFIA1通过miR-155-5p/CDX1和Hur/RAB36负向调节结肠癌的肝转移

期刊：Molecular Cancer                                 

IF：41.444

发表时间：2022.10.12

通讯作者单位:成均馆大学医学院

DOI号：https://doi.org/10.1186/s12943-022-01667-w

主要内容

结直肠癌(CRC)是第三种最常见的恶性肿瘤，也是癌症相关死亡的第二大原因。尽管在治疗方面取得了进展，但结直肠癌患者的预后很差，结直肠癌的死亡率继续上升。死亡率高的主要原因是结直肠癌的肝转移。20%的结直肠癌患者在诊断时存在转移，大约50%最终发展为肝转移。此外，肝转移患者的整体5年存活率仅为14%。

越来越多的证据表明，CircRNAs与多种疾病密切相关，尤其是与癌症。其独特的性质和特异性使其成为近年来生物医学研究领域的新热点。在这项研究中，我们通过CircRNA芯片鉴定了两个CircRNA，CircPPFIA1-L和-S，它们在肝转移KM12L4细胞中与原代KM12C细胞相比表达下调。在功能上，CircPPFIA1通过海绵吸附致癌基因miR-155-5P和HUR而在结直肠癌中发挥抗转移作用。因此，我们的发现表明，两个环状RNA PPFIA1可能用于结直肠癌的潜在临床诊断。

CircRNAs在结直肠癌的进展中起着关键作用。根据CRC的CircRNA图谱，大约75%-80%的差异表达CircRNA(DECs)来自外显子。大多数含有外显子的CircRNA主要位于细胞质中，通常作为分子海绵发挥作用。与其他抑癌基因一样，抑癌环状RNA(如cic_001988、cic_0009361和cic_0021977)在结直肠癌中表达下调，从而增强了癌基因miRNAs的抑制作用，从而抑制了肿瘤抑制的靶基因。在这里，我们发现两个由PPFIA1外显子产生的CircPPFIA1(CircPPFIA1-L和-S)在肝转移结肠癌细胞和组织中下调表达。

CircPPFIA1在肝转移性结直肠癌中表达下调

Liprin-α1由PPFIA1编码，与白细胞共同抗原相关的酪氨酸磷酸酶家族相互作用，在轴突引导和乳腺发育中发挥重要作用。除了在神经细胞中的功能外，Liprin-α1还与癌细胞的增殖、迁移和侵袭有关。根据CircBase数据库，从PPFIA1中产生了37个CircRNA。在这里，研究者鉴定了两个由PPFIA1产生的抗转移CircRNA。有几个关于PPFIA1产生的CircRNAs在癌症中的功能的报道。CircPPFIA1通过miR340-3p/ELK1增强喉鳞状细胞癌转移潜能。尽管它们的命名相同，但它们是不同的CircRNA。CircPPFIA1为CIRC_0023326，而这里报道的CircPPFIA1-L和-S分别为CIRC_0003426和CIRC_0000337。CircPPFIA1-L和-S与食管鳞癌的淋巴转移密切相关，它们分别命名为CircRNA_100873和Circ_0000337。然而，其详细的作用机制在CRC中并未得到充分的理解。

CircPPFIA1-L和-S的特性

越来越多的证据表明，CircRNAs作为miRNAs的海绵发挥着多种生物学功能。作为竞争性内源RNA(CerNA)，CircRNAs通过抑制miRNAs与靶标3‘端非编码区的结合来调节miRNA的功能。例如，CircHIPK3通过海绵化miR-7促进结直肠癌的进展和转移。CircSAPRC通过miR-485-3P/JAK2增强结直肠癌转移潜能。在此，我们发现CircPPFIA1通过减轻miR-155-5p的抑制功能来抑制结直肠癌的转移。MiR155-5p是一种已知的致癌miRNA，通过抑制染色质重塑基因ARID2促进口腔癌的进展。此外，miR-155-5p分别与西妥昔单抗、顺铂和5-FU对乳腺癌、肝细胞癌和结直肠癌的抗肿瘤作用有关。在我们的研究中，基于对RNA-seq数据的分析和生物信息学工具，CDX1被确定为CircPPFIA1s/miR-155-5p的靶标。CDX-1是一种肠道特异性基因，在结直肠癌中普遍下调，并通过抑制β-连环蛋白/T细胞因子的转录活性而发挥肿瘤抑制作用。CDX1的诱导也改变了与细胞黏附相关的基因的转录表达，以促进EMT和血管生成。CircPPFIA1作为miR-155-5P的海绵，通过阻断miR-155-5P与CDX1mRNA的相互作用，增加CDX1的表达，从而降低结直肠癌的转移潜能。

关于circRNA是否可以调控miRNA的表达一直存在争议。然而，新出现的证据表明，circRNA作为ceRNA不能影响miRNA的水平，因为它们不降解其海绵miRNA。CircTLK1不影响miR-136-5p的表达水平，但作为miRNA海绵可抑制其对CBX4表达的抑制作用。此外，一个已知的CircRNA CDR1as含有63个miR-7保守的MRE，它抑制了它的活性，而不影响miR-7的表达。CircFOXK2可抑制miR942的功能，但不影响其表达水平。环状RNA CircRIP2也被报道调节miR-1305的抑制作用，但不调节其表达。我们的数据表明，CircPPFIA1通过海绵作用于致癌的miR-155-5P而发挥肿瘤抑制作用。

显示CircPPFIA1抑制结直肠癌转移潜能的示意图

总结

本研究中，研究者使用KM12C CRC细胞及其肝转移衍生物KM12L4寻找与转移相关的CircRNA。利用CircRNA芯片，我们发现了几个与KM12C细胞相比在KM12L4细胞中下调的CircRNA。由PPFIA1产生的两个CircPPFIA1在肝转移细胞中显著下调。通过RNase R抗性和Sanger测序验证了CircPPFIA1s的环状结构。通过体外转运实验和体内小鼠脾内注射实验，我们发现了CircPPFIA1对结直肠癌肝转移的负性调节作用。从机制上讲，ASO下拉试验表明，CircPPFIA1-L和-S都可以作为致癌miR-155-5P和HUR的海绵。CircPPFIA1通过诱骗CDX1靶向miR-155-5p上调抑制肿瘤的CDX1，并通过隔离Hur下调致癌RAB36。综上所述，CircPPFIA1作为一种转移抑制因子，有望成为治疗结直肠癌肝转移的有效靶点。

原文链接

https://doi.org/10.1186/s12943-022-01667-w

转自：“生物医学科研之家”微信公众号

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