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2020年环状RNA高分文章怎么发?
日期:2020年03月20日    来源:云序生物
文章导读
环状RNA作为新发现的RNA分子,从诞生之日起就是光环加身,屡屡登上Science、Nature、Cell等高分期刊。近期发表的《2019研究前沿》中,“环状RNA作为癌症新的生物标志物”成为生物科学领域6个新兴前沿之一。2019年环状RNA共发表SCI论文885篇,较2018年增长约20%,其中大于10分的文章约60篇,是2018年的3倍左右。2019年关于环状RNA的国自然审批金额高达8000多万,环状RNA的火热程度可想而知。
近期杂志Cancer Cell上再次刊登了关于环状RNA研究,来自瓦伦西亚大学等机构的科学家们通过研究开发了一种有效阻断黑色素瘤发生转移的新方法;文章中,研究人员发现环状RNA-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,环状RNA-CDR1as有望成为新型癌症生物标志物从而帮助开发新型抗癌疗法。下面小编和大家一起解读这篇23分的高分文章。

原文链接:Epigenetic Silencing of CDR1as Drives IGF2BP3-Mediated Melanoma Invasion and Metastasis
发表期刊:Cancer Cell
影响因子:23.916
发表日期:20200113
运用技术:全转录组测序RIP-seq(云序提供以上服务)
文章内容
1.circRNA测序分析揭示了CDR1影响黑色素瘤发生发展
作者分析了4例黑色素瘤细胞和10例短培养黑色素瘤细胞(STCs)的全转录组测序(云序提供此服务)数据,共发现7,849个环状RNA,其中上调116个,下调572个。重要的癌症相关的环状RNA--CDR1as,它的成环比例比预期的要低,10例STCs中6例检测不到CDR1as,作者发现另外的4例是从黑色素瘤脑转移的病灶分离的,怀疑是由于分离的标本中掺杂了胶质细胞的缘故。黑色素瘤的细胞系中CDR1as的表达也降低。进一步分析表明相对于初发的患者,高转移侵袭的黑色素瘤标本中CDR1as的表达显著降低。生存分析表明,CDR1as的低表达与患者的不良预后相关。这些现象表明,环状CDR1as与黑色素瘤的发生发展相关。

图1 环状CDR1as在黑色素瘤中低表达
2. 环状CDR1as与黑色素瘤侵袭相关
为了探索环状CDR1as在黑色素瘤中的功能,作者沉默环状CDR1as后检测黑色素瘤细胞的表型。结果显示在高表达CDR1as的黑色素瘤细胞(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。在SK-MEL-28 和 501MEL细胞中过表达CDR1as能降低侵袭性,体内成瘤实验也表明,干扰CDR1as并不显著改变肿瘤大小和生长速度,但可以显著提高肺转移比例。

图2 环状CDR1as与黑色素瘤侵袭相关
3. 环状CDR1as的生成调控
早期曾有报道发现CDR1as来自于非编码RNA--LINC00632的基因内部。本文作者进一步验证了这个假设,并证明CDR1as的表达与LINC00632高度相关。利用SAM CRISPR/Cas9技术增强LINC00632的表达后,CDR1as的数目也会增加。这些数据均证实了之前的报道,即CDR1as来源于LINC00632。miR-671-5p可通过RNAi机制促进CDR1as的降解,但还没有报道表明LINC00632是miR-671-5p的作用底物,因此作者分析了黑色素瘤组织和细胞中三者的表达关系,结果表明在病人组织和细胞中miR-671-5p与CDR1as的表达相关性较弱。过表达miR-671-5p可降低CDR1as的表达,但不影响LINC00632的表达,而敲降miR-671-5p并不能使得CDR1as表达值恢复。综上,黑色素瘤中CDR1as的表达似乎并非由miR-671-5p的调控实现,更可能是由于CDR1as的来源基因LINC00632表达的影响造成的。

图3 环状CDR1as的表达主要受来源基因LINC00632表达的影响
4. IGF2BP3与CDR1as相互作用介导黑色素瘤的侵袭
为揭示CDR1as在黑色素瘤中的作用机制,作者首先思考了CDR1as可能的相互作用蛋白。作者首先从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,作者进行了RIP-seq(云序提供此服务),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。干扰IGF2BP3可挽救由于CDR1as缺失导致的侵袭增强现象。
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,作者进行了小规模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与CDR1as相互作用介导黑色素瘤的侵袭
5. CDR1as表达状态与GPX4抑制剂敏感性相关
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,作者对不同数据库进行挖掘,并根据CDR1as表达状态进行了分组,分别为高、中和低表达三组。作者发现低表达CDR1as 组的细胞对多种MAPK通路的抑制剂更敏感,而CDR1as高表达组中对BRAF抑制剂的不敏感性。同样,高表达CDR1as组的细胞也对GPX4抑制剂更敏感。数据库分析表明,黑色素瘤中GPX4抑制剂的敏感性与MITF / AXL基因的表达情况有关。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抑制剂敏感性相关,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5 CDR1as表达状态与GPX4抑制剂敏感性相关
总结:
肿瘤转移是癌症患者死亡的主要原因。了解和探究肿瘤转移扩散的机制,将会揭示重要的肿瘤发生发展生物学过程,进而为临床提供新的治疗方向和靶点。本文作者以黑色素瘤为模型,通过全转录组测序RIP-seq等技术(云序提供以上服务)研究了环状RNA--CDR1as在肿瘤转移中的作用。作者发现CDR1as的生成主要受其来源的长链非编码RNA--LINC00632的表达影响,并通过IGF2BP3蛋白介导的机制促进黑色素瘤的侵袭和转移。此外,CDR1as表达状态与GPX4抑制剂敏感性相关。本文的研究揭示了CDR1as的功能、预后和预测作用,并揭示了环状RNAs在转移中的关键作用。

图6环状CDR1as通过 IGF2BP3蛋白介导机制促进黑色素瘤的转移
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