前言 腺瘤性息肉(APC)基因在結(jié)直腸癌發(fā)病的過程中起著重要的作用,但是針對其開發(fā)相應(yīng)藥物仍舊困難重重。長鏈非編碼RNA是長度大于 200個核苷酸的非編碼 RNA,是研究熱點之一,在癌癥的診斷治療方面具有重要價值。 中山大學(xué)謝丹教授團(tuán)隊結(jié)合了這兩者,近期在JCI上發(fā)表了名為“APC-activated long non-coding RNA inhibits colorectal carcinoma pathogenesis through reducing exosome production”的長文。他們通過對大量的結(jié)直腸癌(CRC)標(biāo)本進(jìn)行LncRNA微陣列分析,篩選并鑒定了出一個由APC基因激活的LncRNA(LncRNA-APC1)。LncRNA-APC1在預(yù)后不良的CRC患者表達(dá)降低,與淋巴結(jié)和/或遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)。APC可抑制LncRNA-APC1的啟動子區(qū)PPARα的富集,從而減少LncRNA-APC1表達(dá)。此外,LncRNA-APC1通過直接結(jié)合Rab5b mRNA,降低其穩(wěn)定性來減少外泌體的產(chǎn)生,這可直接抑制CRC癌細(xì)胞的增殖,轉(zhuǎn)移和腫瘤血管生成。LncRNA-APC1敲除的CRC細(xì)胞來源的外泌體可激活內(nèi)皮細(xì)胞MAPK通路促進(jìn)血管生成??偠灾?,LncRNA-APC1是APC調(diào)節(jié)CRC的關(guān)鍵性LncRNA。這些結(jié)果都提示LncRNA-APC1可作為未來可以去探索的治療CRC的位點之一。
研究思路 Figure 1:將SW480/DLD-1過表達(dá)APC基因后進(jìn)行l(wèi)ncRNA芯片測試,q-PCR驗證可能受APC調(diào)控的lncRNA,從而篩選出lncRNA-APC1,發(fā)現(xiàn)lncRNA-APC1表達(dá)量高的CRC病人存活時間久。
Figure 2:雙熒光素酶報告基因?qū)嶒灪虲HIP實驗驗證了APC調(diào)控的lncRNA-APC1表達(dá)量高,部分原因是由于PPARα與lncRNA-APC1啟動子區(qū)的結(jié)合。
Figure 3:無論是體內(nèi)(肺部、肝部、脾臟轉(zhuǎn)移結(jié)節(jié))還是體外(CCK8),過表達(dá)lncRNA-APC1后,癌細(xì)胞生長受到了抑制,lncRNA-APC1對CRC腫瘤發(fā)生和轉(zhuǎn)移具有抑制作用。
Figure 4:當(dāng)作者WT APC和APC以及WT APC+敲減lncRNA-APC1的細(xì)胞來成瘤時,發(fā)現(xiàn)敲減lncRNA-APC1可以部分逆轉(zhuǎn)改變APC的影響,證明APC的功能部分依賴于lncRNA-APC1。
Figure 5:那么lncRNA-APC1到底如何抑制癌細(xì)胞生長呢?作者們發(fā)現(xiàn)lncRNA-APC1的表達(dá)導(dǎo)致腫瘤組織明顯壞死,而β-catenin和 c-Myc沒有任何變化。作者們還發(fā)現(xiàn)過表達(dá)lncRNA-APC1后微血管明顯減少,說明lncRNA-APC1通過抑制腫瘤血管生成抑制CRC細(xì)胞腫瘤生長。
Figure 6:那么lncRNA-APC1是否會影響血管生成的某些重要基因的表達(dá),如:VEGFA, EGF, PDECFG, ANG1, ANG2, and TGF-β1等,但結(jié)果并無差異。lncRNA-APC1過表達(dá)細(xì)胞外泌體量明顯減少,證明lncRNA-APC1可以減少癌細(xì)胞內(nèi)外泌體的含量。
Figure 7:作者想驗證lncRNA-APC1是否真的通過外泌體來抑制血管生成。lncRNA-APC1過表達(dá)細(xì)胞株收取上清中外泌體,加入至HUVECs,發(fā)現(xiàn)微管形成減少。lncRNA-APC1敲減的HCT116上清中的外泌體職能剛好相反。
Figure 8:lncRNA-APC1通過Rab5b減少CRC外泌體的產(chǎn)生。q-PCR和WB顯示lncRNA-APC1高表達(dá)時,Rab5b表達(dá)量減少。當(dāng)用敲除Rab5b的細(xì)胞系建模時,腫瘤大小明顯減小。
Figure 9:沉默或者敲低lncRNA-APC1 / Rab5b后的CCK8和Transwell實驗證實了lncRNA-APC1沉默可通過Rab5b促進(jìn)CRC細(xì)胞的增殖和遷移。
Figure 10:通過生信分析器,Rab5b mRNA 和lncRNA-APC1具有潛在的結(jié)合位點,RIP 實驗證實了lncRNA-APC1可與Rab5b mRNA相互作用,降低其在CRC中的穩(wěn)定性。
Figure 11:Western blot檢測顯示,來自lncRNA-APC1的外泌體沉默后激活HUVECs中的MAPK通路,毛細(xì)管形成和Tranwell侵入試驗都驗證外泌體通過激活內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)MAPK通路促進(jìn)腫瘤血管生成
Figure 12:WB顯示CRC來源外泌體富含Wnt1,而干擾Wnt1后lncRNA-APC1并無改變,體外Wnt1缺失的細(xì)胞來源外泌體,促進(jìn)腫瘤生長的功能減弱,但是t細(xì)胞因子/淋巴樣增強因子(TCF/LEF)水平并無明顯差異,這說明外泌體Wnt1可能通過非經(jīng)典Wnt信號通路促進(jìn)CRC細(xì)胞增殖和遷移。
結(jié)論 如上圖:本報告首次明確lncRNA-APC1是APC功能的重要中介,通過直接調(diào)控Rab5B mRNA的穩(wěn)定性,從而降低CRC細(xì)胞外泌體的產(chǎn)生。此外,研究結(jié)果顯示,CR來源的外泌體通過lncRNA-APC1 / Rab5b軸強有力地影響CRC發(fā)病機理和/或血管生成,而APC信號也可以獨立于β-catenin和經(jīng)典的Wnt信號通路發(fā)揮其作用。
參考文獻(xiàn):Wang FW, Cao CH, Han K, Zhao YX, Cai MY, Xiang ZC, Zhang JX, Chen JW, Zhong LP, Huang Y et al: APC-activated long non-coding RNA inhibits colorectal carcinoma pathogenesis through reducing exosome production. The Journal of clinical investigation 2018. 全文鏈接: https://pan.baidu.com/s/1wWphoIPbcxFjNuCUzUjR5A. EVs-Exosomes由蘇大,浙大, 法國居里研究所數(shù)位博士、博后及教授創(chuàng)建。 |
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