Cancer Cell | 黑色素瘤中CDR1as功能机制最新发现!

发布时间:2020-03-09 16:12     文章来源:未知     作者:bobapp登陆生物

CDR1as是最早报道功能机制的circRNA分子,也是研究报道最多的circRNA分子,其要研究进展如下:

 
  • 2013年,两篇《Nature》报道CDR1as可竞争性结合miR-7,最早证明了circRNA具有miRNA Sponge的功能。miRNA Sponge功能模型也成为目前报道最多的circRNA功能模型。

  • 2017年《Sicence》报道敲除CDR1as小鼠大脑神经突触间信号传递异常。

  • 2018年《Cell》文章报道人类大脑中RNA间相互作用的网络,报道了四种非编码RNA“相生相克”的精彩故事。

  • 2019年,《Cell》报道心脏翻译组学研究,其中发现CDR1as可以结合在核糖体测序中被捕获,提示该分子也可能被翻译。

 

近日,一项发表在《Cancer Cell》(IF=23.916)来自纽约大学朗格尼医学中心的研究报道了CDR1as在黑色素瘤中的功能机制研究,表明黑色素瘤中CDR1as是由LINC00632基因的转录产物加工形成的,可以被EZH2/PRC2沉默表达。CDR1as可结合IGF2BP3,CDR1as表达降低后可释放IGF2BP3,改变一些靶基因的表达状态,参与黑色素瘤的迁移侵袭及GPX4药物敏感性。

 

 

研究者首先分析了4例黑色素细胞和10例短培养黑色素瘤细胞(melanoma short-term cultures,STCs)的RNA-seq数据,分析了其中的circRNA表达情况。分析表明,CDR1as表达下调与肿瘤侵袭有关

 

图1 黑色素瘤中CDR1as表达下调,与肿瘤侵袭有关

 

为进一步证明CDR1as在黑色素瘤迁移侵袭中的作用,研究者构建了Dox诱导表达靶向CDR1as的shRNA分子的模型,结果显示在低侵袭性高表达CDR1as的黑色素瘤细胞系(WM278和WM115)中干扰CDR1as并不能显著影响细胞增殖,但可以显著提高细胞侵袭能力。在低表达LINC00632/CDR1as的细胞(SK-MEL-28 和 501MEL)中,干扰CDR1as对侵袭表型没有影响。SK-MEL-28 和 501MEL细胞中过表达CDR1as能降低侵袭性,体内成瘤实验表明,干扰CDR1as并不显著改变肿瘤大小和生长速度,但可以显著体提高肺转移比例。

 

图2 CDR1as降低可促进黑色素瘤转移侵袭能力

 

研究者进一步探索了黑色素瘤中CDR1as的生成调控方式。结果显示CDR1as来源于非编码RNA基因LINC00632,其表达与LINC00632高度相关,更一步研究显示黑色素瘤中LINC00632/CDR1as的表达是受到EZH2/PRC2的调控

 

图3 LINC00632/CDR1as的表达是受到EZH2/PRC2的调控

 

为揭示CDR1as在黑色素瘤中的作用机制,研究者首先思考了CDR1as可能的相互作用蛋白。与传统思路不同,研究者首先从CLIP-seq的在线数据中分析了可能的结合蛋白,并从中发现了IGF2BP家族蛋白存在与CDR1as相互作用的证据。为进一步验证,研究者进行了RIP分析,发现IGF2BP3对CDR1as的富集作用最强,并且对LINC00632的结合不高,说明IGF2BP3具有特异性结合CDR1as的作用

 

CDR1as干扰前后IGF2BP3结合的靶分子种类没有太明显的改变,但CDR1as干扰后变化显著的基因更倾向于富集到IGF2BP3结合的靶分子列表中。为进一步分析这些基因对CDR1as敲降后促进侵袭的表型的关系,研究者进行了小规模RNA干扰文库的分析,针对CDR1as干扰后表达会增高的9种基因进行RNAi文库分析,其中6 种基因能显著逆转因干扰CDR1as导致的侵袭增加。其中SNAI2 和MEF2C在CDR1as干扰后的表达增高是由IGF2BP3介导的。

 

图4 IGF2BP3结合CDR1as,与CDR1as干扰后促进侵袭的表型有关

 

最后,为分析CDR1as表达状态与黑色素瘤中药物敏感性和基因型的相关性,作者在Depmap和CTRP的数据中进行了挖掘,并结合CCLE的数据对所有相关细胞中CDR1as表达状态进行了分组,分为高表达,中表达和低表达三组。CDR1as表达值与BRAF突变的关系分析表明CDR1as低表达的细胞更高比例携带了BRAF突变,高表达CDR1as的细胞对GPX4抑制剂更敏感,而黑色素瘤中GPX4抑制剂的敏感性与MITF / AXL基因的表达有关,MITF低表达且AXL高表达的细胞对GPX4抑制剂更敏感,但对MAPK抑制剂等药物不敏感。作者分析发现CDR1as高表达的细胞倾向于表现出MITF低表达和AXL高表达,而CDR1as低表达的细胞倾向于表现出MITF高表达和AXL低表达。实验结果也表明CDR1as表达状态与GPX4抑制剂敏感性有相关性,低表达CDR1as组的细胞对GPX4抑制剂更敏感。然而在高表达CDR1as的细胞中干扰CDR1as后并不能提高对GPX4的敏感性,说明CDR1as可作为黑色素瘤对GPX4抑制剂敏感性的指标,但并非该药物发挥功能的关键因素。

 

图6 CDR1as表达对应于MITF / AXL表达状态,与GPX4抑制剂敏感性有关

 

综上所述,本文的发现报道了CDR1as通过结合蛋白调控重要生理活动的机制,大大提高了对CDR1as的功能机制的认知!

 

参考文献:

[1] Douglas H., et al., Epigenetic Silencing of CDR1as Drives IGF2BP3-Mediated Melanoma Invasion and Metastasis. Cancer Cell, 2020. 

[2] Memczak, S., et al., Circular RNAs are a large class of animal RNAs with regulatory potency. Nature, 2013.

[3] Hansen, T.B., et al., Natural RNA circles function as efficient microRNA sponges. Nature, 2013.

[4] Piwecka, M., et al., Loss of a mammalian circular RNA locus causes miRNA deregulation and affects brain function. Science, 2017.

[5] Kleaveland, B., et al., A Network of Noncoding Regulatory RNAs Acts in the Mammalian Brain. Cell, 2018.

[6] van Heesch, S., et al., The Translational Landscape of the Human Heart. Cell, 2019. 

本期服务顾问

咨询在线QQ

服务热线

400-611-2850


服务和特性

价格和优惠

扫微信咨询bobapp下载