背景:
喉鱗狀細胞癌 (LSCC) 是最常見的頭頸部惡性腫瘤之一,超過一半的 LSCC 患者在診斷時處於晚期臨床階段。 近40年來,LSCC的5年生存率明顯下降,亟需發現可靠的LSCC早期診斷靶點和評估預後的最佳生物標誌物,並深入探索LSCC的發生和發展機制。
環狀RNA是由信使RNA前體(pre-mRNA)在3'-5'末端反向剪接形成的單鏈閉環非編碼RNA,大量存在於細胞外,賦予環狀RNA高保守性、高表達豐度和組織特異性等特點。 在最近的研究中,環狀circRNAs在轉錄和轉錄後表觀遺傳學水平上參與了人類神經精神疾病、心血管疾病和其他疾病,尤其是腫瘤的發生和發展。
C1qbp 是一種普遍存在的多功能 RNA 結合蛋白。 研究發現,C1QBP參與黑色素瘤、宮頸鱗狀細胞癌和胰腺癌,其表達在多種腫瘤中失調,起到促進細胞遷移和腫瘤生長的作用。 然而,泛素-蛋白酶體介導的環狀RNA降解C1QBP的調控模式尚未見報道。
文獻**
中國醫科大學附屬第一醫院李凱課題組在Molecular Cancer期刊上發表題為“Circular RNA mtCl1 Promotes advanced laryngeal squamous cell carcinoma progression by inhibiting c1qbp ubiquitin degradation and medianing beta-catenin activation”,揭示circ-mtcl1在轉錄後表觀遺傳水平上調控C1QBP蛋白的泛素化降解,介導Wnt-catenin訊號通路的啟用, 並促進LSCC腫瘤的發展。本研究為理解circRNA和相應的RNA結合蛋白如何調控靶點提供了新的途徑,為LSCC的防治提供了新的靶點和方向。
專案研究
基於RNA測序,作者分析了LSCC患者及其匹配ANM組織的差異表達譜,並篩選了CircmtCl1分子作為後續研究物件。 結合臨床樣本資料和生物資訊學分析,circmtcl1在LSCC細胞和患者中上調,circmtcl1高表達與腫瘤分化相關(P=0.)。003)、T期(p=0.)。001)、淋巴轉移(p=0.)。001)和臨床分期(p=0.)。001),circmtcl1的高表達可作為**LSCC患者臨床預後的獨立預後因素。
FISH和qPCR的定位分析表明,circmtcl1主要分布在胞質溶膠中。 為了研究circmtcl1在LSCC中的調控模式,作者使用RNA下拉和質譜技術尋找與circmtcl1相互作用的RNA結合蛋白C1qbp。 WB和RT檢測CircmtCl1可在轉錄後水平上正向調控C1qBP的表達。 隨後,通過CHX和蛋白酶體抑制劑MG132檢測C1qbp的半衰期,免疫共沉澱結果顯示circmtcl1通過抑制泛素-蛋白酶體途徑抑制C1qbp的降解,從而提高C1qbp的蛋白表達水平。
為了確定CircmtCl1在LSCC中的功能作用,作者過表達並干擾了CircmtCl1,基於既往KEGG分析,C1qBP可富集於典型的Wnt訊號通路中,WB檢測到CircmtCl1的表達與-catenin的磷酸化水平呈負相關。 隨後,Edu、Transwell和傷口癒合試驗結果表明,CircmtCl1增強了TU212和LCC細胞的增殖、侵襲和遷移能力在Si-C1QBP搶救試驗中,CircmtCl1可能以C1QBP依賴性方式靶向Wnt-Catenin通路,並促進LSCC的生物學功能。
為了進一步闡明LSCC細胞中CircmtCl1與C1qbp相互作用的分子機制,作者設計了靶向C1qbp蛋白關鍵結合位點的CircmtCl1野生型和突變型探針,RNA下拉分析表明,只有野生型CircmtCl1(+159+210)探針可以富集內源性C1qbp蛋白。 RIP測試的反面證實了這一點。
接下來,作者進一步驗證了C1qbp--catenin的下游調控模式,發現C1qbp的過表達抑制了-catenin的磷酸化水平,顯著增加了其蛋白表達,並敲低了相反的蛋白表達。 Transwell和轉殖形成試驗表明,C1QBP還可以增殖、遷移和侵襲TU212和LCC細胞,然後CoIP正負向驗證了C1QBP與-catenin之間存在直接相互作用。 綜上所述,C1QBP與LSCC組織中的致癌原-連環蛋白相互作用,啟用circmtcl1介導的Wnt-連環蛋白通路。
在體內驗證CircMTCL1的功能作用時,作者通過皮下注射穩定轉染CircMTCL1 shRNA或對照慢病毒的TU212細胞進行異種移植試驗,結果顯示,降低CircMTCL1的表達可顯著降低TU212細胞的致瘤性,並顯著降低腫瘤體積和腫瘤重量。 將SH-CircmtCl1 TU212細胞注射到尾靜脈中,構建LSCC轉移小鼠模型,敲低CircMTCl1減少肺轉移,與體外細胞實驗一致。
綜上所述,CircmtCl1通過特異性結合序列與C1QBP相互作用,通過泛素-蛋白酶體途徑抑制其降解,增加C1QBP的表達,增強C1QBP與-catenin的相互作用,阻止-catenin的磷酸化,使-catenin在細胞質和細胞核中積累,從而促進細胞在體內和體外的增殖、侵襲和遷移。
資料**: wwwncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/pmc8976408/
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