M6A修饰的CircRNA促进结肠癌肝转移的新机制
栏目:最新研究动态 发布时间:2019-12-24
circRNA是一类具有共价单链环构型的新型小非编码环状RNA,在基因调控中起着重要的作用......

   m6A是真核mRNA和非编码RNA(ncRNA)上分布广泛的碱基修饰形式之一。circRNA是一类具有共价单链环构型的新型小非编码环状RNA,在基因调控中起着重要的作用,已经证实circRNA表达的失调与多种癌症的发病机理相关。早期的报道大多是关于m6A修饰mRNA,但对于m6A修饰的CircRNA的作用机制以及其在疾病进程中的生物学意义尚不清楚。大肠癌(CRC)的发病率排名第三,仍然是全世界与癌症相关的死亡率的第二大诱因。在临床上,癌症转移是大肠癌死亡的主要原因,而肝脏是最常见的转移部位。大约15–25%的CRC患者被诊断出患有肝转移(LM),导致5年以上的预后不良。因此了解m6A修饰的CircRNA在大肠癌与肝转移过程中的机制有利于进一步提高对疾病的控制。近期一篇发表在《Nature Communication》报道了m6A甲基化修饰的CircRNA促进大肠癌肝转移的机制。实验报告表明,circNSUN2是重要的致癌性circRNA,也是大肠癌向肝转移的诊断/预后生物标志物。实验结果的发现为我们提供了一个潜在的治疗靶标CircNSUN2,为大肠癌的治疗尤其是肝转移提供更多选择。

实验结果:
1.实验首先对CRC组织与匹配的相邻非肿瘤组织中circRNAs的表达情况比较,发现CRC组织中分析circRNA失调。



2.与正常结直肠组织和腺瘤的对照组相比,circNSUN2在结肠癌组织中高表达。


3.通过细胞质和细胞核分级分离和荧光原位杂交(FISH)表明circNSUN2主要位于细胞质中,但也存在于细胞核中。这些结果共同表明,circNSUN2是在CRC中表达的丰富而稳定的circRNA。通过体外细胞功能实验,CRCNS细胞中circNSUN2的异位过表达大大增加了细胞的迁移和侵袭。
4.通过RNA-pull down实验、RNA结合蛋白免疫沉淀(RIP)以及甲基化RNA免疫沉淀(MeRIP)分析表明circNSUN2可以与YTHDC1结合,从而以m6A依赖的方式促进circNSUN2从细胞核输出到细胞质。


通过RNA-pull down实验、RNA结合蛋白免疫沉淀(RIP)、荧光原位杂交(IF-FISH)分析表明circNSUN2 / IGF2BP2在细胞质中形成RNA-蛋白质复合物。

同时发现circNSUN2可与RNA结合蛋白IGF2BP2结合,并能直接结合下游HMGA2mRNA,形成circNSUN2/IGF2BP2/HMGA2RNA-蛋白三元复合物,促进HMGA2mRNA稳定性。

5.进一步通过体内注射circNSUN2-knocked PDX CRC细胞以及体外细胞功能实验,证明circNSUN2在促进CRC细胞转移中的致癌作用依赖于HMGA2途径。   
总结:
该研究首次提出circNSUN2是重要的致癌性circRNA,也是LM CRC的诊断/预后生物标志物。并揭示了m6A甲基化修饰CircNSUN2,通过形成circNSUN2/ IGF2BP2/ HMGA2三元复合物,以促进CRC肝转移。该研究结果为治疗CRC尤其是肝转移疾病中提供了新的策略。
参考文献:
Chen R X, Chen X, Xia L P, et al. N 6-methyladenosine modification of circNSUN2 facilitates cytoplasmic export and stabilizes HMGA2 to promote colorectal liver metastasis[J]. Nature communications, 2019, 10(1): 1-15.

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