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环状RNA做ceRNA机制文章为何如此受宠
点击次数:1317 发布日期:2019-7-29  来源:本站 仅供参考,谢绝转载,否则责任自负
文章导读
云序生物课堂开讲啦!
    今天的主角依旧是大家熟知的环状RNA,相信大家通过云序课堂的学习对今天的主角都是熟读在心。那小伙伴们还记得我们都上过那些关于主角的课程呢?这里不妨跟随小编回顾一下主角的奇迹之旅:

震惊!环状RNA携海绵机制竟能登Science

什么鬼?我的环状RNA不是miRNA海绵!

Nature Communications:环状RNA 参与干细胞分化

2018国自然研究热点一:环状RNA研究深度剖析

云序客户发表红斑狼疮性肾炎环状RNA文章!

circRNA再发IF=18.88高分文章--你想知道的circRNA机制研究,都在这儿......

原来主角从诞生之日就是光环加身,屡屡登上Science、Nature等高分期刊。可想而知环状RNA这一明星分子在今后的研究中是多么火热。近期环状RNA作为ceRNA竟然屡发高分文章,就像7月的天37℃居高不下,主角的光环依旧照耀着科学前沿。那么环状RNA作为ceRNA魅力何在呢?为什么环状RNA这一功能机制能够吸引大家探讨呢?接下来小编就带大家领略环状RNA作为ceRNA的“爆表”热度。
2019年7月19日circRNA作为ceRNA参与肺鳞细胞癌的发展一文发表在Nature Communication(IF=11.878)杂志上。本篇文章中,作者通过RNA高通量筛选(云序提供此服务)研究了环状RNA和mRNA在LUSC和癌旁组织中的表达谱,通过对差异表达环状RNA和异常表达mRNA的共表达网络进行分析,发现一个与细胞周期相关的circRNA,circTP63,被明显上调。q-PCR验证发现circTP63在LUSC患者中过量表达,且其上调与肿瘤体积大小、TNM分期程度相关。体内体外实验均证明circTP63的上调促进了LUSC细胞的增殖。作者通过生物信息学分析circTP63共表达的mRNA找到其调节靶基因FOXM1,最后作者经过AGO2 RIP(云序提供此服务)实验找到circTP63与FOXM1共享反应元件miRNA,miR-873-3p。circTP63竞争性吸附与miR-873-3p结合,阻止miR-873-3p降低FOXM1的表达水平,从而上调CENPA和CENPB,最终促进细胞周期进展。同时荧光素酶实验显示过量表达miR-873-3p会降低circTP63与FOXM1的荧光素酶活性。本文的研究结果表明circTP63具有致癌潜能,可以作为诊断和治疗LUSC的候选基因。
circTP63通过ceRNA作用上调FOXM1来促进肺鳞细胞癌的发展
发表期刊:Nature Communication
影响因子:11.878
实验方法:高通量筛选RIPRNA pull down等。
实验样本:上海胸科医院肺鳞癌肿瘤组织样本(T)和癌旁组织(N), 40 vs 40
(高通量筛选,5 vs 5;q-PCR验证,35 vs 35)
文章内容
1.筛选肺鳞癌关键环状RNA分子-circTP63
作者通过对5对肺鳞癌组织和癌旁组织高通量筛选(云序提供此服务)​分析识别出7081个异常表达的环状RNA和2832个差异表达mRNA,经过circRNA和mRNA共表达网路图以及KEGG信号通路分析,预测6个circRNA和79mRNA与细胞周期调节相关。为了进一步确定候选基因排除假阳性结果,作者利用q-PCR和RNase R耐受性实验,发现hsa-circ-0068515(circTP63)在肺鳞癌组织中显著性上调且对RNase R具有耐受性。通过对另外35对肺鳞癌组织和癌旁组织q-PCR实验,证实了circTP63在肺鳞癌组织中明显上调,而且circTP63的表达与TB63表达呈正相关。显然circTP63在LUSC中上调,且其调节与临床晚期相关。

图1. 筛选circTB63
2.肺鳞癌细胞中circTP63的鉴定
circTP63在肺鳞癌细胞中的特征。a. circTP63来源于基因组上的位置以及剪切位点;b. cDNA和基因组DNA (gDNA)中circTP63及其线性TP63的PCR分析;c. Northern blot分析LUSC肿瘤组织和相应的邻近非肿瘤组织样本中circTP63的大小和丰度;d. qRT-PCR检测放线菌素D处理H1703细胞在指定时间点的circTP63和TP63的丰度;e. circTP63在细胞中的定位。
图2. circTP63的鉴定
3.circTP63促进肿瘤细胞的增殖和生长
图3. circTP63沉默或过表达对细胞表型的影响
circTP63在体内和体外都能促进细胞增殖和肿瘤生长。a. circTP63基因沉默后circTP63和TP63的表达水平;b. circTP63过表达后circTP63和TP63的表达水平;c和d. circTP63沉默或过表达对细胞增殖的影响;e和f. circTP63沉默或过表达对细胞周期的影响;g和h. circTP63沉默和过表达对肿瘤体积和重量的影响。
4.circTP63在肺鳞癌中的分子机制
(1)如何寻找circTP63的靶基因?
本文中作者利用circTP63和mRNAs共表达网络图,发现了25个潜在的mRNA参与肺鳞癌的发展,其circTP63中FOXM1,KIFI8B和BRCA1是预测前三共表达的mRNA,而且在LUSC中FOXM1是明显上调8倍多。通过qRT-PCR和Western blots实验进一步验证了circTP63沉默明显降低FOXM1 mRNA和蛋白的表达水平,同时FOXM1沉默和过表达明显影响细胞的生长和细胞的周期发展,因此作者说明circTP63可能通过靶向FOXM1调控LUSC细胞的增殖。
图4. circTP63通过靶向FOXM1调控肺鳞癌的发展
(2)circTP63如何调控FOXM1的表达?
 作者根据报道了解到circTP63常常以miRNA海绵机制调节下游靶基因,猜想在肺鳞癌中同样发挥竞争性内源基因的作用。通过生信分析构建circTP63-miRNAs-FOXM1网络图,发现circTP63和FOXM1的共同结合位点,荧光酶实验分析表明miR-873-3p显著性降低 circTP63的荧光活性表达,并且AGO2 RIP(云序提供此服务)也显示下拉的分子中富含大量的circTP63。利用RNA pull down(云序提供此服务)实验也发现circTP63和FOXM1复合物富集大量的miR-873-3p,过表达miR-873-3p同系物显著降低circTP63和FOXM1荧光素酶活性,而miR-873-3p抑制剂却能增加FOXM1 mRNA和蛋白的表达。原来circTP63是通过经典的海绵机制吸附miR-873-3p上调FOXM1的表达,促进肺鳞癌的生长发展,终于揭开了环状RNA在肺鳞癌中的分子机制,使得circTP63成为一个潜在治疗肺鳞癌的靶点。
图5. circTP63竞争吸附miR-873-3p上调FOXM1表达从而促进细胞增殖
(3)circTP63如何影响细胞的周期?
根据上述研究报道,作者继续深入研究发现circTP63能够改变肺鳞癌细胞的周期发展,那么circTP63是如何调控细胞周期的呢?FOXM1已经被证实是一个重要的细胞周期调节器,它控制细胞从G1期到S期以及到M期转变的过程。作者选择了FOXM1可能的8个下游靶基因,通过q-PCR检测到circTP63过表达时CENPA、CENPB和CCNB1显著性上调,回补实验和表型实验都证实了CENPA和CCNPB能够影响细胞的增殖。
图6. circTP63通过FOXM1调控CENPA和CENPB
总结
本文作者清楚地阐述环状RNA在肺鳞癌中的分子机制,即circTP63竞争性结合miR-873-3p,消除miR-873-3p对FOXM1的抑制作用,进而促进细胞增殖。国内高死亡率的肺癌终于从环状RNA分子层面解开其面纱,使得针对肺鳞癌的治疗和靶向药物分子有了新的方向,提供了一个深入了解LUSC的进展途径以及潜在的治疗方法,环状RNA分子可以成为肺鳞癌治疗潜在的药物靶向分子。
通过文章发表来看,环状RNA分子依旧是表观转录组学研究中耀眼的明星,其最经典的分子机制就是海绵作用,往往能够发表高分文章究其原因是microRNA前期研究奠定了扎实的科研基础。毫无疑问,环状RNA主角光环一直都在科学前沿,并且云序生物提供环状RNA系统性解决方案环状RNA机制研究,“一站”到底​,此时不研究环状RNA,更待何时!
图7. circTP63在肺鳞癌中的分子机制
全文链接

https://www.nature.com/articles/s41467-019-11162-4.pdf

云序生物—环状RNA研究领跑者!
云序拥有系统性环状RNA服务平台,从高通量筛选到机制解析,帮助客户全面解析环状RNA。不仅如此,云序生物自行建立并维护的环状RNA数据库circDB,凭借物种覆盖广、数据量大、疾病背景多的特点为客户提供优质的服务。因此云序积累了超过10000例环状RNA测序的经验,样本覆盖20多个物种以及50多种疾病,在环状RNA文章发表方面为客户打造了多项世界第一。回首过去,从表观遗传学到表观转录组学,从基因组到蛋白质组,从细胞内到外泌体,云序生物依托于高通量测序技术为越来越多的临床与基础生物研究者提供了高质量的科研服务。相信云序生物“一站到底”服务会给更多的客户带来更优质的体验,帮助客户发表优质的文章。
表2. 云序生物客户环状RNA发表文章列表
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