客户成果丨circPRMT5通过ceRNA机制诱导上皮间质转化,促进膀胱尿路上皮癌转移-康成生物丨数谱生物

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      客户成果丨circPRMT5通过ceRNA机制诱导上皮间质转化,促进膀胱尿路上皮癌转移

      中山大学肿瘤防治中心附属肿瘤医院谢丹教授主要从事肿瘤侵袭转移机制和肿瘤诊断与治疗分子标志物的研究。该课题组利用Arraystar circRNA 芯片研究发现在circPRMT5与膀胱尿路上皮癌(UCB)的晚期病人与生存较差的病人中存在正相关。而后功能研究发现circPRMT5可以通过吸附miR-30c促进UCB细胞的上皮间质转化(EMT)。临床研究发现circPRMT5/miR-30c/SNAIL1/E-cadherin通路对于UCB增殖极其重要,而且circPRMT5在UCB临床病人的血清和外泌体中都上调表达。该研究成果发表在学术期刊Clinical Cancer Research(IF: 9.619)。(芯片实验由康成生物提供技术6282018.cc威尼斯网址)


      研究背景:

            UCB具有较高的发病率,是世界上最常见的恶性肿瘤之一。迄今为止,还没有针对UCB转移特效药。因此深入研究UCB的肿瘤发生及转移的分子机制,可以为UCB临床患者提供更有效的抗肿瘤治疗方式。

            circRNA是一类共价闭合的环状RNA,可以通过外显子跳跃和反向连接形成环状RNA。在不同的生理条件下,环状RNA的表达具有极强的动态性。近来研究发现,circRNA可以通过吸附miRNA参与到肿瘤的发生过程,因此circRNA也是一类有前景的肿瘤诊断和治疗的分子标志物。但circRNA是如何参与肿瘤的EMT过程,其分子机制仍不为人知。

            外泌体是一类从细胞释放到胞外微环境的直径在30-100nm之间的具有膜结构的盘状小囊泡,其内包裹着miRNA、mRNA和蛋白,行驶着胞间信息交流的功能。最近,已有文章证实肿瘤细胞可以释放包含着circRNA的外泌体到血清中,但其病理学功能仍未知。UCB病人的血液和尿液中外泌体的数量有明显的上升,研究UCB病人的外泌体包含的circRNA及其分子功能,具有重要的临床意义。


      研究思路:

            文章着重于研究circPRMT5在UCB临床病人中的功能和机制研究,作者运用Arraystar circRNA芯片检测了UCB的肿瘤组织和正常组织中circRNA的表达量,通过差异倍数、p值、FDR值筛选之后,发现circPRMT5的表达量在肿瘤组织中上调最明显。随后,作者收集119对UCB肿瘤组织和配对的正常膀胱组织,通过qPCR验证了circPRMT5在UCB肿瘤组织中普遍上调。

            为了研究circPRMT5在UCB组织中的功能,作者构建了覆盖circPRMT5反向剪切位点的shRNA,结果显示敲低circPRMT5之后,明显抑制UCB细胞的迁移和侵袭能力。另一方面,过表达circPRMT5可以增强UCB细胞的迁移和侵袭能力。动物模型显示,通过小鼠尾静脉注射稳定敲低circPRMT5的T24细胞系(UCB细胞系),小鼠的肺部转移灶显著减少;注射过表达circPRMT5的细胞系,肺部转移灶明显增加。

            机制研究显示,通过AGO2 RIP实验,circPRMT5可以与AGO2结合,进入RISC复合物。双荧光素酶报告系统显示,circPRMT5可以作为miR-30c的吸附海绵。使用生物标记的circPRMT5探针,拉取与circPRMT5相互作用的miRNA,发现miR-30c可以被富集。FISh实验验证circPRMT5与miR-30c在细胞内可以被共定位,因此作者挑选miR-30c作为circPRMT5的靶标进行后续研究。

            后续研究证实,circPRMT5促进UCB细胞迁移和EMT是通过吸附miR-30c,降低miR-30c的抑制效应的方式行使功能。而且circPRMT5通过调控miR-30c/SNAIL1/E-cadherin通路,进而促进UCB细胞的EMT过程。最后,作者收集了正常人与UCB病人的血清和尿液中的外泌体,qPCR实验显示从UCB患者的血清和尿液分离的外泌体中circPRMT5的表达量更高,miR-30c的表达趋势,与circPRMT5的表达趋势呈明显的负相关。


      技术路线:


      结果展示:

      图1、A、B human circRNA microarray V2.0 检测UCB患者肿瘤组织和正常组织中circRNA的表达量。A、火山图;B、热图


      图2、A:circPRMT5在UCB肿瘤组织中表达上调;B:circPRMT5在UCB淋巴转移灶中表达上调,与非转移肿瘤组织相比;C:Kaplan-Meier生存曲线分析;D:UCB患者的血清或尿液来源的外泌体中,circPRMT5表达上调。

      图3、A,B,C:敲低circPRMT5导致细胞侵袭能力降低;D,E,F:过表达circPRMT5促进细胞侵袭;G,H:体内实验证实敲低circPRMT5肿瘤转移能力降低;I,J:小鼠体内过表达circPRMT5促进肿瘤细胞侵袭


      图4:circPRMT5发挥作用的机制模型,circPRMT5可以吸附miR-30c,通过抑制miR-30c调控SNAIL/E-cadherin信号通路,促进UCB细胞的EMT过程和侵袭。


      研究意义:

      本研究运用Arraystar CircRNA 芯片研究膀胱尿路上皮癌(UCB)组织中circRNA的表达和功能。发现circPRMT5的表达在UCB组中显著升高,并且与UCB病人差的预后相关。功能和机制研究发现,circPRMT 5通过海绵吸附miR-30c,调控SNAIL/E-cadherin信号通路,促进UCB细胞系的EMT途径和侵袭能力,意味着circPRMT5在UCB的转移过程中起着促进作用。进一步,体内干预circPRMT5实验表明circPRMT5是一个新的原癌环状RNA分子。结果不仅仅阐释了UCB转移的新机制,也表明circPRMT5可作为UCB治疗的靶标。


      原文出处:

      PRMT5 Circular RNA Promotes Metastasis of Urothelial Carcinoma of the Bladder through Sponging miR-30c to Induce Epithelial–Mesenchymal Transition. Clinical Cancer Research. 2018

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