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客戶文章| Arraystar环状RNA芯片助力环状RNA调控非小细胞肺癌进展新机制研究

近期，上海交通大学医学院附属仁济医院，上海市肿瘤研究所覃文新研究员和上海交通大学附属上海市胸科医院姜丽岩教授合作发表题为 circNDUFB2 inhibits non-small cell lung cancer progression via destabilizing IGF2BPs and activating anti-tumor immunity 的研究性論文。该论文应用Arraystar Human Circular RNA芯片等技術發現circNDUFB2在非小細胞肺癌 (NSCLC) 組織中下調，并与 NSCLC 惡性特徵呈負相關。升高的circNDUFB2抑制 NSCLC 細胞的生長和轉移。从机制上讲，circNDUFB2作爲支架增強 TRIM25 和 IGF2BPs 之間的相互作用，这种 TRIM25/circNDUFB2/IGF2BPs 三元複合物促進 IGF2BPs 的泛素化和降解，此外，circNDUFB2還被 RIG-I 識別以激活RIG-I-MAVS信號級聯並將免疫細胞募集到腫瘤微環境 (TME) 中。該研究成果在2022年發表在Nature communications(影響因子17.694)上。（Arraystar Human Circular RNA Microarray 由给我免费播放片高清在线观看生物丨数谱生物提供技术服务）

肺癌是最常見的癌症之一，也是大多数国家癌症死亡的主要原因。非小细胞肺癌 (NSCLC) 約佔肺癌病例的 85%，包括肺腺癌 (LUAD)、肺鳞状细胞癌 (LUSC) 和大細胞癌組織學亞型。尽管 NSCLC 的治療取得了進展，但患者的总体治愈率和生存率仍然很低。有必要探索和了解NSCLC發生發展的分子機制，以改善NSCLC患者的預後。

環狀 RNA (circRNA) 是一類具有共價閉合單鏈環構象的調節型 RNA，由外显子 (pre- mRNA )反向剪接產生。circRNAs 的表達差異和調控功能已在各種類型的癌症中得到廣泛報道，这表明 circRNAs 可能是潛在的生物標誌物或治療靶點。然而，这些论文中报道的circRNA的作用機制主要集中在它們作爲miRNA海綿的作用。进一步深入了解 circRNA 在 NSCLC 中的其他作用和機制可能有助於瞭解 NSCLC 的發展和進展。

IGF2BPs屬於進化上保守的 RNA 結合蛋白，包括IGF2BP1、IGF2BP2 和 IGF2BP3。这三种 IGF2BP 蛋白經典結構的相似性賦予它們相似的生化功能。IGF2BPs 在胚胎組織中高表達，在成人组织中表达低，但在几种恶性肿瘤中表达增加。IGF2BPs 在 NSCLC 中上調，并且它们的高表达预示着预后不良。IGF2BPs過表達促進腫瘤生長和轉移。然而，IGF2BP蛋白的降解機制仍不清楚。

研究思路

Arraystar Human circular RNA芯片篩選

文章分析了3對NSCLC癌和癌旁組織中circRNA的表達譜，发现109個差異表達的circRNA (其中33條circRNA上調，76條circRNA下調)。将下调前5的circRNA擴大到52對臨牀樣本中驗證發現，hsa_circ_0007518下調最爲顯著，且其表达水平与NSCLC腫瘤大小、淋巴结转移、分期负相关。该circRNA母基因爲NDUFB2，因此命名为circNDUFB2。

circNDUFB2功能研究

In vitro研究表明circNDUFB2過表達顯著抑制了NSCLC細胞的增殖，迁移和侵袭，而circNDUFB2敲低顯著促進了這些表型。In vivo實驗表明circNDUFB2過表達可顯著抑制NSCLC細胞的致瘤性和轉移。这些数据表明circNDUFB2可能在NSCLC進展中起抑制作用。

circNDUFB2機制研究

RNA pulldown、RIP及CO-IP等實驗證明，circNDUFB2不僅可以作爲分子支架，通过形成TRIM25/circNDUFB2/IGF2BPs三元複合物促進IGF2BPs的泛素化降解，而且能够激活RIG-I-MAVS途徑將免疫細胞募集到腫瘤微環境TME中，从而抑制肿瘤生长。

技術路線

結果展示

圖1： Arraystar Human circular RNA芯片篩選

AB聚類圖和火山圖顯示Arraystar Human circular RNA芯片差異表達的circRNA；C圖qRT-PCR顯示52對NSCLC癌和癌旁樣本中circNDUFB2下调

圖2：circNDUFB2功能研究

A過表達circNDUFB2可以抑制非小細胞肺癌的增殖，敲低circNDUFB2，可以促进非小细胞肺癌的增殖。 B過表達circNDUFB2可以抑制非小細胞肺癌的侵襲。敲低circNDUFB2可以促進非小細胞肺癌的侵襲。

圖3：circNDUFB2機制研究

ABC圖RNA pull down-WB實驗證實circNDUFB2與 IGF2BPs 和TRIM25蛋白形成複合體促進IGF2BPs泛素化降解；D圖過表達circNDUFB2後RNA-seq，GO和pathway分析發現circNDUFB2下游的靶基因主要富集到免疫相關的信號通路上；E圖WB驗證circNDUFB2激活RIG-I及下游通路。

總結

圖4：circNDUFB2作用機制模型

circNDUFB2來源於NDUFB2基因的外顯子 2-3，通过在细胞核中反向剪接并输出到细胞质。circNDUFB2不僅通過形成TRIM25/circNDUFB2/IGF2BPs三元複合物促進IGF2BPs的泛素化降解，而且通过激活RIG-I-MAVS途徑將免疫細胞募集到TME中，从而抑制肿瘤生长。

研究意義

该论文应用Arraystar Human Circular RNA芯片等技術發現circNDUFB2在非小細胞肺癌 (NSCLC) 組織中下調，并与 NSCLC 惡性特徵呈負相關。過表達circNDUFB2抑制 NSCLC 細胞的生長和轉移。从机制上讲，circNDUFB2作爲支架增強 TRIM25 和 IGF2BPs 之間的相互作用，IGF2BPs 是腫瘤進展和轉移的正調節劑。这种 TRIM25/circNDUFB2/IGF2BPs 三元複合物促進 IGF2BPs 的泛素化和降解，这种效应通过 circNDUFB2 的m 6 A修飾得到增強。此外，circNDUFB2還被 RIG-I 識別以激活RIG-I-MAVS信號級聯並將免疫細胞募集到腫瘤微環境 (TME) 中。因此，文章數據提供了證據，表明circNDUFB2通過調節蛋白質泛素化和降解以及細胞免疫反應參與了 NSCLC 進展過程中 IGF2BPs 的降解和抗腫瘤免疫的激活。

原文出處

https://www.nature.com/articles/s41467-020-20527-z

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