結(jié)直腸癌進展和轉(zhuǎn)移機制研究新發(fā)現(xiàn)
結(jié)直腸癌 (CRC) 是最常見的人類惡性腫瘤之一，在世界范圍內(nèi)有著較高的發(fā)病率和死亡率。雖然早期 CRC 可以通過手術治愈，但轉(zhuǎn)移性CRC的全身治療仍然依賴于傳統(tǒng)的基于 5-氟尿嘧啶 (5-FU) 的化療方案。此外，CRC患者經(jīng)常發(fā)生耐藥性，是導致不良預后的主要原因。而新型靶向治療和免疫治療僅在有限的 CRC 患者亞群中顯示有效。因此，迫切需要了解 CRC 發(fā)展和治療耐藥性的分子機制，以便實施量身定制的、更有效的治療。
1. AP4在CRC中通過誘導 MDC1和抑制miR-22-3p 來抑制 DNA 損傷并有助于耐藥
AP4編碼bHLH-LZ轉(zhuǎn)錄因子，是致癌轉(zhuǎn)錄因子c-MYC的直接靶基因。德國路德維希-馬克西米利安大學病理研究所Heiko Hermeking團隊試圖確定AP4在人類CRC細胞中的作用[1]。他們采用 CRISPR/Cas9 方法生成具有 c-MYC 可誘導表達的 AP4 缺陷型 CRC 細胞系。CRC 細胞系中 AP4 的失活導致自發(fā)和 c-MYC 誘導的 DNA 損傷、染色體不穩(wěn)定性 (CIN) 和細胞衰老增加(圖1)。AP4 缺陷細胞顯示出長鏈非編碼 RNA MIR22HG 的表達增加，該 RNA MIR22HG 編碼 miR-22-3p 并被 AP4 直接抑制。此外，DNA 損傷檢查點 1 (MDC1)在 AP4 缺陷細胞中表現(xiàn)出降低的表達。抑制miR-22-3p或異位MDC1表達可逆轉(zhuǎn)AP4缺陷的CRC細胞衰老增加、DNA損傷、CIN。AP4缺陷也使CRC細胞對5-FU治療敏感，而異位AP4通過miR-22-3p和MDC1依賴的方式賦予5-FU耐藥性。這些發(fā)現(xiàn)解釋了在 c-MYC 激活后，AP4 表達升高如何促進CRC的起始、維持、進展和化療耐藥性，可能為CRC治療提供幫助。
圖1 AP4失活誘導CRC細胞DNA損傷和衰老
2. lncRNA MIR100HG與hnRNPA2B1的相互作用促進m6A依賴的TCF7L2 mRNA的穩(wěn)定和CRC進展
上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化 (EMT) 是與轉(zhuǎn)移和耐藥性相關的過程，其中非編碼 RNA (ncRNA) 發(fā)揮著關鍵作用。第四軍醫(yī)大學西京消化疾病醫(yī)院腫瘤生物學國家重點實驗室Yuanyuan Lu團隊研究了MIR100HG在CRC西妥昔單抗耐藥或 EMT 中的作用[2]。MIR100HG的表達與EMT標志物密切相關，是EMT的正向調(diào)節(jié)因子。MIR100HG 在體外和體內(nèi)均能維持西妥昔單抗耐藥并促進 CRC 細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。hnRNPA2B1 被鑒定為 MIR100HG 的結(jié)合因子。從機制上講，MIR100HG 通過與 hnRNPA2B1 相互作用維持 TCF7L2(Wnt/β-catenin 信號傳導的主要轉(zhuǎn)錄共激活因子) 的 mRNA 穩(wěn)定性(圖2)。hnRNPA2B1 在 MIR100HG 存在下識別 TCF7L2 mRNA 的 N6-甲基腺苷 (m6A) 位點。此外，MIR100HG/hnRNPA2B1/TCF7L2軸在發(fā)生局部或遠處轉(zhuǎn)移或與西妥昔單抗耐藥相關的疾病進展的CRC患者標本中增強。這些結(jié)果提示 MIR100HG 可能是CRC 中的有效 EMT 誘導劑，通過激活 MIR100HG/hnRNPA2B1/TCF7L2 反饋回路導致西妥昔單抗耐藥和轉(zhuǎn)移。
圖2 lncRNA MIR100HG與hnRNPA2B1的相互作用促進m6A依賴的TCF7L2 mRNA的穩(wěn)定和CRC進展
3. PIK3CA 突變介導的 circLHFPL2 下調(diào)通過上調(diào) PTEN 抑制CRC進展
PIK3CA 突變和 PTEN 抑制導致CRC的腫瘤發(fā)生和耐藥性。同濟大學醫(yī)學院上海東方醫(yī)院腫瘤科Yong Gao團隊探討circLHFPL2 在CRC中調(diào)控PIK3CA突變和MEK抑制劑耐藥中的作用[3]。RNA 測序確定 circLHFPL2 在 PIK3CAH1047R (HCT116) 和 PIK3CAE545K (DLD1) 細胞中的表達下調(diào)。CircLHFPL2 在 PIK3CA 突變的 CRC 原代細胞和組織中也下調(diào)，并與不良預后相關。 CircLHFPL2 主要定位于細胞質(zhì)，其下調(diào)歸因于磷酸化 Foxo3a 激活的 PI3K/AKT 信號通路。 CircLHFPL2 在體外和體內(nèi)均抑制 PI3KCA-Mut CRC 進展。機制分析顯示，circLHFPL2 作為 ceRNA 在 CRC 細胞中海綿吸附 miR-556-5p 和 miR-1322，進而調(diào)節(jié) PTEN 的表達(圖3)。此外，circLHFPL2 的下調(diào)導致 CRC 中的 MEK 抑制劑耐藥性。因此，靶向circLHFPL2可能是治療攜帶致癌PIK3CA突變的CRC患者的有效方法。
圖3 在PIK3CA突變的CRC細胞中，通過circLHFPL2/miR-556-5p和miR-1322/PTEN軸持續(xù)激活PI3K/AKT增強MEK抑制劑耐藥性
4. circALG1 的 m6A修飾促進 miR-342-5p/PGF 信號通路介導的結(jié)直腸癌轉(zhuǎn)移
中南大學湘雅第三醫(yī)院胃腸外科Gui Hu團隊使用人類 circRNA 芯片檢測CRC患者的癌癥和癌旁組織以及 CRC 患者和健康個體外周血標本中 circRNA 的表達譜[4]。他們發(fā)現(xiàn)circALG1在結(jié)直腸癌患者外周血和腫瘤組織中均高表達，與結(jié)直腸癌轉(zhuǎn)移密切相關。circALG1過表達促進了CRC細胞的遷移和侵襲，circALG1沉默和circALG1 m6A修飾水平的降低抑制了CRC細胞的遷移和侵襲。體內(nèi)實驗進一步證實了 circALG1 在 CRC 中的促轉(zhuǎn)移作用。進一步的機制研究表明，circALG1 通過與 miR-342-5p 結(jié)合上調(diào)胎盤生長因子 (PGF) 的表達，m6A 修飾增強了 circALG1 與 miR-342-5p 的結(jié)合并促進其 ceRNA 功能(圖4)。這些結(jié)果表明circALG1可能成為CRC的潛在治療靶點和預后標志物。
圖4 CircALG1通過競爭性結(jié)合miR-342-5p緩解miR-342-5p對PGF mRNA表達的抑制作用，促進PGF表達，導致CRC侵襲增強
參考文獻
[1]Chou J, Kaller M, Jaeckel S, Rokavec M, Hermeking H. AP4 suppresses DNA damage, chromosomal instability and senescence via inducing MDC1/Mediator of DNA damage Checkpoint 1 and repressing MIR22HG/miR-22-3p[J]. Mol Cancer. 2022,21(1):120. (IF=27.401)
[2]Liu H, Li D, Sun L, et al. Interaction of lncRNA MIR100HG with hnRNPA2B1 facilitates m6A-dependent stabilization of TCF7L2 mRNA and colorectal cancer progression[J]. Mol Cancer. 2022,21(1):74. (IF=27.401)
[3]Chong X, Chen J, Zheng N, et al. PIK3CA mutations-mediated downregulation of circLHFPL2 inhibits colorectal cancer progression via upregulating PTEN[J]. Mol Cancer. 2022,21(1):118. (IF=27.401)
[4]Lin C, Ma M, Zhang Y, et al. The N6-methyladenosine modification of circALG1 promotes the metastasis of colorectal cancer mediated by the miR-342-5p/PGF signalling pathway [J]. Mol Cancer. 2022,21(1):80. (IF=27.401)
云克隆不僅可提供多種腫瘤實驗動物模型，包括腫瘤移植動物模型、自發(fā)性腫瘤動物模型、誘發(fā)性腫瘤動物模型、腫瘤轉(zhuǎn)移動物模型等，涵蓋常見腫瘤研究。還具有各類癌癥檢測指標及上述Wnt/β-catenin、PI3K/AKT通路相關產(chǎn)品，可助力廣大科研工作者進行癌癥相關研究。
