7月11日，南京醫(yī)科大學王學浩院士團隊在期刊《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)與不良預后相關(guān)。CircPTPN12在體外和體內(nèi)均表現(xiàn)出抑制HCC細胞增殖的作用。機制上，RNA測序分析揭示了NF-κB信號通路是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P65的泛素化。此外，circPTPN12通過促進PDLIM2的去泛素化，加強了PDLIM2/OTUD6B復合物的組裝。ESRP1被鑒定與pre-PTPN12結(jié)合，從而促進circPTPN12的產(chǎn)生?？傊?，研究結(jié)果表明circPTPN12參與調(diào)節(jié)PDLIM2功能，影響HCC的進展。ESRP1/circPTPN12/PDLIM2/NF-κB軸有望成為HCC的新治療靶點。
研究背景
肝細胞癌（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，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，因此需要對這些患者進行系統(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)絡中影響細胞生存的關(guān)鍵靶點對于將分子特征轉(zhuǎn)化為實用的臨床應用至關(guān)重要。
近期的研究證據(jù)強烈支持環(huán)狀RNA（circRNA）是腫瘤發(fā)生的標志物，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)特性擴大了circRNA的潛在治療應用。多項研究表明，circRNA主要存在于細胞質(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，促進胰腺導管腺癌進展。
CircPTPN12通過NF-κB途徑促進P65降解抑制HCC的進展
為了進一步闡明CircPTPN12在肝細胞癌（HCC）進展中的調(diào)節(jié)機制，研究人員對轉(zhuǎn)染了過表達CircPTPN12的MHCC-97 H細胞進行了RNA測序。結(jié)果顯示，共有1372個基因下調(diào)，618個基因上調(diào)。對下調(diào)基因的富集分析揭示，過表達CircPTPN12會抑制NF-κB信號通路。在此研究中，蛋白質(zhì)免疫印跡分析顯示，CircPTPN12表達升高導致P65蛋白水平降低，但不影響磷酸化的P65（p-p65）水平。免疫熒光進一步驗證了這些發(fā)現(xiàn)。這些發(fā)現(xiàn)強烈表明，CircPTPN12通過調(diào)節(jié)P65蛋白表達對NF-κB通路發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。進一步研究發(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P65的泛素化。研究人員特別評估了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)表達情況。隨著時間的推移，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P65的依賴性，研究人員用P65 siRNA處理過表達CircPTPN12的MHCC-97 H細胞。有趣的是，CircPTPN12對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的進展，從而導致NF-κB信號通路的失活。
圖1：CircPTPN12通過促進p65降解來抑制HCC的進展，并通過NF-κB通路實現(xiàn)
CircPTPN12在體內(nèi)抑制HCC細胞的生長
為了評估CircPTPN12對HCC細胞體外生長的影響，研究人員將HCC細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細胞中則產(chǎn)生了相反的效果。隨后進行了免疫組織化學（IHC）分析，以驗證CircPTPN12在體內(nèi)的效應。與對照組相比，在CircPTPN12過表達的腫瘤中，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，在CircPTPN12敲低后，PDLIM2蛋白表達顯著降低，而在CircPTPN12過表達時則出現(xiàn)了相反的趨勢。此外，P65的表達水平與PDLIM2表達呈負相關(guān)。綜上所述，這些發(fā)現(xiàn)共同表明CircPTPN12在體內(nèi)具有強大的抑制腫瘤生長的作用。
圖2：CircPTPN12在體內(nèi)能抑制HCC細胞的生長
研究意義
本研究強調(diào)了CircPTPN12在抑制肝癌進展中的作用，通過抑制細胞增殖和促進細胞凋亡來實現(xiàn)這一作用。通過形成一個由CircPTPN12、PDLIM2和OTUD6B蛋白-RNA三元復合物組成的復合物，維持PDLIM2表達，CircPTPN12協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)NF-κB信號通路，從而促進PDLIM2介導的P65蛋白的泛素化降解。此外，ESRP1被確定為肝癌中CircPTPN12表達的調(diào)節(jié)因子。這項研究對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志物和治療靶點提供有價值的洞見。
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