7月11日，南京醫(yī)科大學(xué)王學(xué)浩院士團(tuán)隊(duì)在期刊《Molecular Cancer》上發(fā)表了研究論文，題為“ESRP1-mediated biogenesis of circPTPN12 inhibits hepatocellular carcinoma progression by PDLIM2/ NF-κB pathway”。本研究發(fā)現(xiàn)，在HCC中，circPTPN12的下調(diào)與不良預(yù)后相關(guān)。CircPTPN12在體外和體內(nèi)均表現(xiàn)出抑制HCC細(xì)胞增殖的作用。機(jī)制上，RNA測序分析揭示了NF-κB信號(hào)通路是circPTPN12的靶向通路。在功能上，circPTPN12與PDLIM2的PDZ結(jié)構(gòu)域相互作用，促進(jìn)P65的泛素化。此外，circPTPN12通過促進(jìn)PDLIM2的去泛素化，加強(qiáng)了PDLIM2/OTUD6B復(fù)合物的組裝。ESRP1被鑒定與pre-PTPN12結(jié)合，從而促進(jìn)circPTPN12的產(chǎn)生?？傊芯拷Y(jié)果表明circPTPN12參與調(diào)節(jié)PDLIM2功能，影響HCC的進(jìn)展。ESRP1/circPTPN12/PDLIM2/NF-κB軸有望成為HCC的新治療靶點(diǎn)。
研究背景
肝細(xì)胞癌（HCC）構(gòu)成了原發(fā)性肝癌病例的75-85%，在2020年全球癌癥診斷中排名第六，在癌癥相關(guān)死亡中排名第三。臨床分期指南為HCC患者的治療決策提供指導(dǎo)，早期病例通常從部分肝切除術(shù)和肝移植等根治性方法中獲益。由于癥狀出現(xiàn)較晚，晚期病例占HCC診斷的50%以上，因此需要對(duì)這些患者進(jìn)行系統(tǒng)性治療。在過去的十年中，開發(fā)了越來越多的靶向藥物，如侖伐替尼和卡博替尼。然而，并非所有患者都能從這些治療中獲益。研究基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中影響細(xì)胞生存的關(guān)鍵靶點(diǎn)對(duì)于將分子特征轉(zhuǎn)化為實(shí)用的臨床應(yīng)用至關(guān)重要。
近期的研究證據(jù)強(qiáng)烈支持環(huán)狀RNA（circRNA）是腫瘤發(fā)生的標(biāo)志物，它作為主控基因調(diào)節(jié)器，在轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后表觀遺傳水平上影響各種腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。與線性RNA相比，circRNA缺乏5'和3'末端，使其在結(jié)構(gòu)上更加穩(wěn)定。這種結(jié)構(gòu)特性擴(kuò)大了circRNA的潛在治療應(yīng)用。多項(xiàng)研究表明，circRNA主要存在于細(xì)胞質(zhì)中，并執(zhí)行三種關(guān)鍵功能：吸附miRNAs、與蛋白質(zhì)相互作用，并可能編碼功能性肽。例如，circPLCE1編碼一種新型蛋白質(zhì)，可抑制NF-κB信號(hào)通路。研究人員揭示了circMTCL1通過與C1QBP相互作用而穩(wěn)定β-連環(huán)蛋白通路的作用。此外，研究人員還展示了circCUL2作為miR-203a-3p吸附劑的功能，上調(diào)MyD88依賴的NF-κB通路，促進(jìn)胰腺導(dǎo)管腺癌進(jìn)展。
CircPTPN12通過NF-κB途徑促進(jìn)P65降解抑制HCC的進(jìn)展
為了進(jìn)一步闡明CircPTPN12在肝細(xì)胞癌（HCC）進(jìn)展中的調(diào)節(jié)機(jī)制，研究人員對(duì)轉(zhuǎn)染了過表達(dá)CircPTPN12的MHCC-97 H細(xì)胞進(jìn)行了RNA測序。結(jié)果顯示，共有1372個(gè)基因下調(diào)，618個(gè)基因上調(diào)。對(duì)下調(diào)基因的富集分析揭示，過表達(dá)CircPTPN12會(huì)抑制NF-κB信號(hào)通路。在此研究中，蛋白質(zhì)免疫印跡分析顯示，CircPTPN12表達(dá)升高導(dǎo)致P65蛋白水平降低，但不影響磷酸化的P65（p-p65）水平。免疫熒光進(jìn)一步驗(yàn)證了這些發(fā)現(xiàn)。這些發(fā)現(xiàn)強(qiáng)烈表明，CircPTPN12通過調(diào)節(jié)P65蛋白表達(dá)對(duì)NF-κB通路發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，CircPTPN12并不影響P65基因的轉(zhuǎn)錄。因此，研究人員推測CircPTPN12通過影響P65蛋白的后翻譯修飾來調(diào)節(jié)其蛋白水平。隨后的研究結(jié)果表明，CircPTPN12促進(jìn)P65的泛素化。研究人員特別評(píng)估了P65在環(huán)己烯咪唑(CHX)這種蛋白質(zhì)合成抑制劑存在的情況下的蛋白質(zhì)表達(dá)情況。隨著時(shí)間的推移，P65的蛋白質(zhì)水平出現(xiàn)了下降。為了更深入地了解CircPTPN12'的抗腫瘤作用對(duì)P65的依賴性，研究人員用P65 siRNA處理過表達(dá)CircPTPN12的MHCC-97 H細(xì)胞。有趣的是，CircPTPN12對(duì)HCC的顯著抗腫瘤作用明顯減弱。研究發(fā)現(xiàn)共同表明，CircPTPN12通過靶向P65來抑制HCC的進(jìn)展，從而導(dǎo)致NF-κB信號(hào)通路的失活。
圖1：CircPTPN12通過促進(jìn)p65降解來抑制HCC的進(jìn)展，并通過NF-κB通路實(shí)現(xiàn)
CircPTPN12在體內(nèi)抑制HCC細(xì)胞的生長
為了評(píng)估CircPTPN12對(duì)HCC細(xì)胞體外生長的影響，研究人員將HCC細(xì)胞通過皮下注射注入裸鼠體內(nèi)。圖2A和B所示的結(jié)果顯示，在過表達(dá)CircPTPN12的小鼠異種移植模型中，腫瘤生長速度顯著減慢，腫瘤重量減少，而CircPTPN12敲低在HCC細(xì)胞中則產(chǎn)生了相反的效果。隨后進(jìn)行了免疫組織化學(xué)（IHC）分析，以驗(yàn)證CircPTPN12在體內(nèi)的效應(yīng)。與對(duì)照組相比，在CircPTPN12過表達(dá)的腫瘤中，Ki67的分布顯著降低，而CircPTPN12敲低則產(chǎn)生了相反的效果。此外，IHC分析證實(shí)，在CircPTPN12敲低后，PDLIM2蛋白表達(dá)顯著降低，而在CircPTPN12過表達(dá)時(shí)則出現(xiàn)了相反的趨勢(shì)。此外，P65的表達(dá)水平與PDLIM2表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。綜上所述，這些發(fā)現(xiàn)共同表明CircPTPN12在體內(nèi)具有強(qiáng)大的抑制腫瘤生長的作用。
圖2：CircPTPN12在體內(nèi)能抑制HCC細(xì)胞的生長
研究意義
本研究強(qiáng)調(diào)了CircPTPN12在抑制肝癌進(jìn)展中的作用，通過抑制細(xì)胞增殖和促進(jìn)細(xì)胞凋亡來實(shí)現(xiàn)這一作用。通過形成一個(gè)由CircPTPN12、PDLIM2和OTUD6B蛋白-RNA三元復(fù)合物組成的復(fù)合物，維持PDLIM2表達(dá)，CircPTPN12協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)NF-κB信號(hào)通路，從而促進(jìn)PDLIM2介導(dǎo)的P65蛋白的泛素化降解。此外，ESRP1被確定為肝癌中CircPTPN12表達(dá)的調(diào)節(jié)因子。這項(xiàng)研究對(duì)我們理解肝癌中的環(huán)RNA具有重要意義，可能為揭示人類肝癌診斷和治療的診斷生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)提供有價(jià)值的洞見。
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