近日，同濟(jì)大學(xué)附屬第十人民醫(yī)院張俊峰、鄢陽(yáng)和姚旭東教授為共同通訊作者，在 Journal of Experimental & Clinical Cancer Research (IF:?11.161) 期刊發(fā)表了題為“Hsa_circ_0004296 inhibits metastasis of prostate cancer by interacting with EIF4A3 to prevent nuclear export of ETS1 mRNA”的研究論文，報(bào)道了環(huán)狀 RNA Hsa_circ_0004296 在抑制前列腺癌轉(zhuǎn)移中的分子機(jī)制。

歐易生物在本研究中承擔(dān)全轉(zhuǎn)錄組測(cè)序及分析工作。

?研究背景?

前列腺癌是男性第二大常見惡性腫瘤，轉(zhuǎn)移是其致死的主要原因。進(jìn)一步闡明前列腺癌轉(zhuǎn)移的分子機(jī)制，以識(shí)別新的生物標(biāo)志物、開發(fā)有效的治療靶點(diǎn)十分重要。環(huán)狀 RNA (circRNAs) 已被證明在各種腫瘤中發(fā)揮重要的生物學(xué)功能，參與腫瘤細(xì)胞增殖、凋亡、遷移和侵襲等過程。但 circRNA 在前列腺癌轉(zhuǎn)移中的研究缺乏深入報(bào)道。

?研究?jī)?nèi)容?

本研究在前列腺癌中鑒定到一個(gè)新的環(huán)狀 RNA circ_0004296，其在轉(zhuǎn)移性 PCa 組織和細(xì)胞中低水平表達(dá)。體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)表明，circ_0004296 可以抑制 PCa 細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲和上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化。從機(jī)制上講，circ_0004296 在細(xì)胞核內(nèi)與 RNA 結(jié)合蛋白 EIF4A3 蛋白結(jié)合，可促進(jìn)其在細(xì)胞核內(nèi)的分布，從而抑制 ETS1 mRNA的出核轉(zhuǎn)運(yùn)，導(dǎo)致 ETS1 蛋白水平下調(diào)，進(jìn)而抑制 PCa 的轉(zhuǎn)移。

?研究結(jié)果?

1.?Circ_0004296 與 PCa 轉(zhuǎn)移負(fù)相關(guān)

5 對(duì) PCa 組織和配對(duì)的局部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組織，進(jìn)行全轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，共鑒定到 22,676 個(gè) circRNA（圖 A）。利用 RT-PCR 對(duì) 6 個(gè)候選的差異表達(dá) circRNA 在 PCa 組織和細(xì)胞中進(jìn)行了驗(yàn)證。其中 circ_0004296 在多個(gè) PCa 細(xì)胞系、組織中表達(dá)均顯著下調(diào)（圖 B-C）。circ_0004296 是由 ETS1 基因 4-7 外顯子反向剪接形成的環(huán)狀 RNA。ETS1 基因是 PCa 中一個(gè)異常高表達(dá)的癌基因。進(jìn)一步經(jīng)過 divergent PCR 引物擴(kuò)增、Sanger 測(cè)序、RNase R 酶等處理實(shí)驗(yàn)證實(shí)，circ_0004296 為環(huán)狀 RNA（圖 F-I）。

以上結(jié)果表明，circ_0004296 可能在 PCa 轉(zhuǎn)移中發(fā)揮抑制作用。

圖 1 |?Hsa_circ_0004296 在?PCa 中表達(dá)顯著下調(diào)并與腫瘤轉(zhuǎn)移呈負(fù)相關(guān)

2.?circ_0004296 在體外抑制 PCa 細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲和 EMT

在 PCa 細(xì)胞系中過表達(dá) circ_0004296，可以明顯抑制 PCa 細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲和 EMT（圖 A-J）。反之，在 PCa 細(xì)胞中下調(diào) circ_0004296，可以促進(jìn) PCa 細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲和 EMT。

圖 2 |?circ_0004296 過表達(dá)抑制了?PCa 細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲和?EMT

3. circ_0004296 是通過哪個(gè)途徑抑制 PCa 的轉(zhuǎn)移和侵襲？

Circ_0004296 主要分布于 PCa 細(xì)胞的核內(nèi)（圖 A-B）。PCa 細(xì)胞中，circ_0004296 表達(dá)量與 ETS1 蛋白水平呈負(fù)相關(guān)，但與 ETS1 mRNA 表達(dá)水平無(wú)顯著相關(guān)性（圖 C），表明 circ_0004296 在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控其宿主基因 ETS1 的表達(dá)。

通過 RNA pull-down 和蛋白質(zhì)鑒定，結(jié)合蛋白結(jié)合預(yù)測(cè)分析，顯示 circ_0004296 可以與 EIF4A3 蛋白結(jié)合，并通過 WB 實(shí)驗(yàn)得以證實(shí)（圖 E-G）。EIF4A3 沉默可以顯著降低 ETS1 蛋白和 mRNA 表達(dá)水平（圖 H-J）。表明 circ_0004296 可能通過與 EIF4A3 的結(jié)合調(diào)控 ETS1 的表達(dá)。

圖 3 |?EIF4A3?蛋白介導(dǎo) circ_0004296 對(duì)其母源基因 ETS1 表達(dá)的抑制

基于 TCGA 數(shù)據(jù)的 GSEA 分析顯示，EIF4A3 與 PCa 的轉(zhuǎn)移具有相關(guān)性（圖 A）。EIF4A3 在 PCa 組織和細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)（圖 B）。EIF4A3 沉默可以抑制 PCa 細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲和 EMT（圖 C-I）。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，過表達(dá) ETS1 可以促進(jìn) PCa 細(xì)胞的增殖和遷移，過表達(dá) ETS1 可以挽救由 circ_0004296 過表達(dá)所引起對(duì) PCa 細(xì)胞增殖和遷移的抑制作用。

圖 4 |?EIF4A3 敲低促進(jìn)了 PCa 細(xì)胞的增殖、轉(zhuǎn)移、侵襲和 EMT

以上結(jié)果表明，circ_0004296 可以通過 EIF4A3/ETS1 軸抑制 PCa 細(xì)胞增殖、遷移、侵襲和 EMT。

4.?circ_0004296 通過結(jié)合 EIF4A3?抑制 ETS1?mRNA 的出核轉(zhuǎn)運(yùn)

已有研究表明，EIF4A3 主要位于細(xì)胞核內(nèi)，負(fù)責(zé)促進(jìn) mRNA 的核質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，過表達(dá)/沉默 circ_0004296 對(duì) EIF4A3 的表達(dá)沒有影響（圖 B-D）。對(duì)過表達(dá) circ_0004296 的細(xì)胞進(jìn)行蛋白和 RNA 核質(zhì)分離，WB 和 qRT-PCR 定量顯示，EIF4A3 蛋白和 ETS1 mRNA 在細(xì)胞核內(nèi)分布增加（圖 E-H）。RIP 實(shí)驗(yàn)也顯示，EIF4A3 可以直接結(jié)合 circ_0004296 和 ETS1 mRNA（圖 I-J）。

以上結(jié)果表明，circ_0004296 可以通過促進(jìn) EIF4A3 在細(xì)胞核內(nèi)的分布而抑制 ETS1 mRNA 的出核轉(zhuǎn)運(yùn)。

圖 5 |?circ_0004296 通過與 EIF4A3?結(jié)合抑制了 ETS1 mRNA?的出核轉(zhuǎn)運(yùn)

5.?circ_0004296 在體內(nèi)抑制 PCa 的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移

體內(nèi)的動(dòng)物模型結(jié)果顯示，circ_0004296 過表達(dá)顯著降低了 ETS1 的蛋白表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞核內(nèi) EIF4A3 蛋白表達(dá)，可以抑制體內(nèi) PCa 的生長(zhǎng)、侵襲和轉(zhuǎn)移。

?圖 6 |?circ_0004296 在體內(nèi)抑制 PCa 的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移

?研究結(jié)論?

本研究首次鑒定了一個(gè)在 PCa 轉(zhuǎn)移中起到抑制作用的 circRNA circ_0004296。體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)，circ_0004296 可以抑制 PCa 細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲和 EMT。機(jī)制上，circ_0004296可通過結(jié)合 RNA 結(jié)合蛋白 EIF4A3 干擾線性 ETS1 mRNA 核質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)，從而抑制宿主基因 ETS1的蛋白表達(dá)，進(jìn)而抑制前列腺癌的轉(zhuǎn)移。circ_0004296 有望作為一種無(wú)創(chuàng)液體活檢生物標(biāo)志物和前列腺癌的一個(gè)新的治療靶點(diǎn)。

原文鏈接：https://doi.org/10.1186/s13046-021-02138-8

END

鄭小辮兒? ?撰文

本文系歐易生物原創(chuàng)

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明文本轉(zhuǎn)自歐易生物