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安徽醫(yī)科大學(xué)聯(lián)合中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué):發(fā)現(xiàn)肝癌潛在治療靶點(diǎn)
2024-05-24
來(lái)源:轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)網(wǎng)
5月21日,安徽醫(yī)科大學(xué)與中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究人員共同在期刊《Cell Death&Disease》發(fā)表了題為“Energy stress-induced circDDX21 promotes glycolysis and facilitates hepatocellular carcinogenesis”的研究論文。研究發(fā)現(xiàn)證實(shí)了circDDX21是糖酵解的重要調(diào)節(jié)因子,并表明circDDX21可能是治療肝細(xì)胞癌的潛在靶點(diǎn)。
研究背景
代謝重編程是癌細(xì)胞的一個(gè)關(guān)鍵特征。與健康細(xì)胞相比,癌細(xì)胞的葡萄糖代謝存在異常改變,被稱為沃伯格效應(yīng)。這種效應(yīng)的特點(diǎn)是增強(qiáng)了糖酵解,降低了氧化磷酸化,即使在有足夠的氧氣的情況下也是如此。沃伯格效應(yīng)與增加的葡萄糖攝取不僅使癌細(xì)胞能夠滿足其高能量和生物合成需求,而且還創(chuàng)造了一個(gè)酸性環(huán)境,為腫瘤的生長(zhǎng)提供了優(yōu)勢(shì)。然而,在快速腫瘤生長(zhǎng)期間,葡萄糖等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)往往有限,這需要癌細(xì)胞重新編程其代謝以生存和增殖。
已經(jīng)證實(shí),糖酵解在癌癥的發(fā)生和發(fā)展中起著關(guān)鍵作用。導(dǎo)致癌細(xì)胞中糖酵解增加的機(jī)制包括幾種糖酵解酶表達(dá)上調(diào)和活性增強(qiáng)。磷酸甘油酸變位酶1(PGAM1)在包括乳腺癌、肺癌和肝細(xì)胞癌在內(nèi)的多種人類癌癥中經(jīng)常上調(diào)。過(guò)表達(dá)PGAM1促進(jìn)癌癥進(jìn)展,而使用shRNAs或抑制劑抑制PGAM1的表達(dá)可以有效抑制癌癥進(jìn)展。鑒于PGAM1在癌癥進(jìn)展中的重要性,它在轉(zhuǎn)錄、翻譯和翻譯后水平上受到多種因素的復(fù)雜調(diào)節(jié)并不令人意外。然而,癌細(xì)胞中PGAM1失調(diào)表達(dá)的分子機(jī)制目前仍不清楚。
研究進(jìn)展
研究人員首先研究了circDDX21對(duì)肝癌HepG2細(xì)胞增殖的影響。在HepG2細(xì)胞中敲低circDDX21導(dǎo)致細(xì)胞增殖和克隆形成顯著減少。相反,過(guò)表達(dá)circDDX21導(dǎo)致細(xì)胞增殖和克隆形成顯著增加。circDDX21敲低對(duì)細(xì)胞增殖和克隆形成的抑制作用在過(guò)表達(dá)PGAM1后顯著逆轉(zhuǎn)。此外,當(dāng)敲低PGAM1時(shí),circDDX21不再能增加細(xì)胞增殖和克隆形成。這些數(shù)據(jù)表明,circDDX21通過(guò)PGAM1促進(jìn)肝癌細(xì)胞增殖。
研究人員接下來(lái)評(píng)估了PABPC1在circDDX21促進(jìn)細(xì)胞增殖中的功能作用。過(guò)表達(dá)PABPC1可顯著恢復(fù)circDDX21敲低引起的細(xì)胞增殖和克隆形成能力的降低。此外,在對(duì)照細(xì)胞中,過(guò)表達(dá)circDDX21始終可顯著促進(jìn)細(xì)胞增殖和克隆形成,但在PABPC1敲低細(xì)胞中卻未見(jiàn)此效應(yīng),這表明PABPC1在介導(dǎo)circDDX21對(duì)細(xì)胞增殖的促進(jìn)作用中發(fā)揮著重要作用。研究數(shù)據(jù)還表明,PABPC1-PGAM1軸在circDDX21加速細(xì)胞增殖中發(fā)揮著重要作用。
通過(guò)使用異種移植小鼠模型,敲低circDDX21被證明能夠顯著抑制HepG2細(xì)胞的體內(nèi)異種移植腫瘤生長(zhǎng)。相反,在HepG2細(xì)胞中過(guò)表達(dá)circDDX21顯著增強(qiáng)了體內(nèi)異種移植腫瘤的生長(zhǎng)。circDDX21敲低導(dǎo)致的異種移植腫瘤生長(zhǎng)的顯著降低在PGAM1過(guò)表達(dá)后明顯恢復(fù)。circDDX21對(duì)異種移植腫瘤生長(zhǎng)的增強(qiáng)效應(yīng)在PGAM1敲低后完全消失。這些數(shù)據(jù)表明,circDDX21通過(guò)PGAM1促進(jìn)了體內(nèi)肝細(xì)胞癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。為了進(jìn)一步驗(yàn)證circDDX21在肝細(xì)胞癌發(fā)生中的臨床意義,研究人員檢測(cè)了肝細(xì)胞癌組織和匹配的正常組織中circDDX21的表達(dá)水平。綜上所述,這些數(shù)據(jù)有力地支持circDDX21在肝細(xì)胞癌中作為一種致癌circRNA發(fā)揮作用。
circDDX21 是一種具有致癌作用的環(huán)狀RNA,可促進(jìn)肝細(xì)胞癌的發(fā)生
研究結(jié)論
綜上所述,我們的研究證明了circDDX21在促進(jìn)糖酵解和肝細(xì)胞癌變中的重要作用,并提示circDDX21可能是肝細(xì)胞癌的潛在治療靶點(diǎn)。
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