​文章導(dǎo)讀

環(huán)狀RNA作為最新發(fā)現(xiàn)的RNA分子，從誕生之日起就是光環(huán)加身，屢屢登上Science、Nature、Cell等高分期刊。近期發(fā)表的《2019研究前沿》中，“環(huán)狀RNA作為癌癥新的生物標(biāo)志物”成為生物科學(xué)領(lǐng)域6個(gè)新興前沿之一。2019年環(huán)狀RNA共發(fā)表SCI論文885篇，較2018年增長(zhǎng)約20%，其中大于10分的文章約60篇，是2018年的3倍左右。2019年關(guān)于環(huán)狀RNA的國(guó)自然審批金額高達(dá)8000多萬，環(huán)狀RNA的火熱程度可想而知。

近期國(guó)際頂級(jí)雜志Cancer Cell上再次刊登了關(guān)于環(huán)狀RNA研究，來自瓦倫西亞大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究開發(fā)了一種有效阻斷黑色素瘤發(fā)生轉(zhuǎn)移的新方法；文章中，研究人員發(fā)現(xiàn)環(huán)狀RNA-CDR1as可結(jié)合IGF2BP3，CDR1as表達(dá)降低后可釋放IGF2BP3，改變一些靶基因的表達(dá)狀態(tài)，參與黑色素瘤的遷移侵襲及GPX4藥物敏感性，環(huán)狀RNA-CDR1as有望成為新型癌癥生物標(biāo)志物從而幫助開發(fā)新型抗癌療法。下面小編和大家一起解讀這篇23分的高分文章。

原文鏈接：Epigenetic Silencing of CDR1as Drives IGF2BP3-Mediated Melanoma Invasion and Metastasis
發(fā)表期刊：Cancer Cell
影響因子：23.916
發(fā)表日期：20200113
運(yùn)用技術(shù)：全轉(zhuǎn)錄組測(cè)序、RIP-seq（云序提供以上服務(wù)）

文章內(nèi)容

1.circRNA測(cè)序分析揭示了CDR1影響黑色素瘤發(fā)生發(fā)展

作者分析了4例黑色素瘤細(xì)胞和10例短培養(yǎng)黑色素瘤細(xì)胞（STCs）的全轉(zhuǎn)錄組測(cè)序（云序提供此服務(wù)）數(shù)據(jù)，共發(fā)現(xiàn)7,849個(gè)環(huán)狀RNA，其中上調(diào)116個(gè)，下調(diào)572個(gè)。重要的癌癥相關(guān)的環(huán)狀RNA--CDR1as，它的成環(huán)比例比預(yù)期的要低，10例STCs中6例檢測(cè)不到CDR1as，作者發(fā)現(xiàn)另外的4例是從黑色素瘤腦轉(zhuǎn)移的病灶分離的，懷疑是由于分離的標(biāo)本中摻雜了膠質(zhì)細(xì)胞的緣故。黑色素瘤的細(xì)胞系中CDR1as的表達(dá)也降低。進(jìn)一步分析表明相對(duì)于初發(fā)的患者，高轉(zhuǎn)移侵襲的黑色素瘤標(biāo)本中CDR1as的表達(dá)顯著降低。生存分析表明，CDR1as的低表達(dá)與患者的不良預(yù)后相關(guān)。這些現(xiàn)象表明，環(huán)狀CDR1as與黑色素瘤的發(fā)生發(fā)展相關(guān)。

圖1 環(huán)狀CDR1as在黑色素瘤中低表達(dá)

2. 環(huán)狀CDR1as與黑色素瘤侵襲相關(guān)

為了探索環(huán)狀CDR1as在黑色素瘤中的功能，作者沉默環(huán)狀CDR1as后檢測(cè)黑色素瘤細(xì)胞的表型。結(jié)果顯示在高表達(dá)CDR1as的黑色素瘤細(xì)胞（WM278和WM115）中干擾CDR1as并不能顯著影響細(xì)胞增殖，但可以顯著提高細(xì)胞侵襲能力。在低表達(dá)LINC00632/CDR1as的細(xì)胞（SK-MEL-28 和 501MEL）中，干擾CDR1as對(duì)侵襲表型沒有影響。在SK-MEL-28 和 501MEL細(xì)胞中過表達(dá)CDR1as能降低侵襲性，體內(nèi)成瘤實(shí)驗(yàn)也表明，干擾CDR1as并不顯著改變腫瘤大小和生長(zhǎng)速度，但可以顯著提高肺轉(zhuǎn)移比例。

3. 環(huán)狀CDR1as的生成調(diào)控

早期曾有報(bào)道發(fā)現(xiàn)CDR1as來自于非編碼RNA--LINC00632的基因內(nèi)部。本文作者進(jìn)一步驗(yàn)證了這個(gè)假設(shè)，并證明CDR1as的表達(dá)與LINC00632高度相關(guān)。利用SAM CRISPR/Cas9技術(shù)增強(qiáng)LINC00632的表達(dá)后，CDR1as的數(shù)目也會(huì)增加。這些數(shù)據(jù)均證實(shí)了之前的報(bào)道，即CDR1as來源于LINC00632。miR-671-5p可通過RNAi機(jī)制促進(jìn)CDR1as的降解，但還沒有報(bào)道表明LINC00632是miR-671-5p的作用底物，因此作者分析了黑色素瘤組織和細(xì)胞中三者的表達(dá)關(guān)系，結(jié)果表明在病人組織和細(xì)胞中miR-671-5p與CDR1as的表達(dá)相關(guān)性較弱。過表達(dá)miR-671-5p可降低CDR1as的表達(dá)，但不影響LINC00632的表達(dá)，而敲降miR-671-5p并不能使得CDR1as表達(dá)值恢復(fù)。綜上，黑色素瘤中CDR1as的表達(dá)似乎并非由miR-671-5p的調(diào)控實(shí)現(xiàn)，更可能是由于CDR1as的來源基因LINC00632表達(dá)的影響造成的。

4. IGF2BP3與CDR1as相互作用介導(dǎo)黑色素瘤的侵襲

為揭示CDR1as在黑色素瘤中的作用機(jī)制，作者首先思考了CDR1as可能的相互作用蛋白。作者首先從CLIP-seq的在線數(shù)據(jù)中分析了可能的結(jié)合蛋白，并從中發(fā)現(xiàn)了IGF2BP家族蛋白存在與CDR1as相互作用的證據(jù)。為進(jìn)一步驗(yàn)證，作者進(jìn)行了RIP-seq（云序提供此服務(wù)），發(fā)現(xiàn)IGF2BP3對(duì)CDR1as的富集作用最強(qiáng)，并且對(duì)LINC00632的結(jié)合不高，說明IGF2BP3具有特異性結(jié)合CDR1as的作用。干擾IGF2BP3可挽救由于CDR1as缺失導(dǎo)致的侵襲增強(qiáng)現(xiàn)象。

CDR1as干擾前后IGF2BP3結(jié)合的靶分子種類沒有太明顯的改變，但CDR1as干擾后變化顯著的基因更傾向于富集到IGF2BP3結(jié)合的靶分子列表中。為進(jìn)一步分析這些基因?qū)�CDR1as敲降后促進(jìn)侵襲的表型的關(guān)系，作者進(jìn)行了小規(guī)模RNA干擾文庫的分析，針對(duì)CDR1as干擾后表達(dá)會(huì)增高的9種基因進(jìn)行RNAi文庫分析，其中6 種基因能顯著逆轉(zhuǎn)因干擾CDR1as導(dǎo)致的侵襲增加。其中SNAI2 和MEF2C在CDR1as干擾后的表達(dá)增高是由IGF2BP3介導(dǎo)的。

圖4 IGF2BP3與CDR1as相互作用介導(dǎo)黑色素瘤的侵襲

5. CDR1as表達(dá)狀態(tài)與GPX4抑制劑敏感性相關(guān)

最后，為分析CDR1as表達(dá)狀態(tài)與黑色素瘤中藥物敏感性和基因型的相關(guān)性，作者對(duì)不同數(shù)據(jù)庫進(jìn)行挖掘，并根據(jù)CDR1as表達(dá)狀態(tài)進(jìn)行了分組，分別為高、中和低表達(dá)三組。作者發(fā)現(xiàn)低表達(dá)CDR1as 組的細(xì)胞對(duì)多種MAPK通路的抑制劑更敏感，而CDR1as高表達(dá)組中對(duì)BRAF抑制劑的不敏感性。同樣，高表達(dá)CDR1as組的細(xì)胞也對(duì)GPX4抑制劑更敏感。數(shù)據(jù)庫分析表明，黑色素瘤中GPX4抑制劑的敏感性與MITF / AXL基因的表達(dá)情況有關(guān)。作者分析發(fā)現(xiàn)CDR1as高表達(dá)的細(xì)胞傾向于表現(xiàn)出MITF低表達(dá)和AXL高表達(dá)，而CDR1as低表達(dá)的細(xì)胞傾向于表現(xiàn)出MITF高表達(dá)和AXL低表達(dá)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明CDR1as表達(dá)狀態(tài)與GPX4抑制劑敏感性相關(guān)，低表達(dá)CDR1as組的細(xì)胞對(duì)GPX4抑制劑更敏感。然而在高表達(dá)CDR1as的細(xì)胞中干擾CDR1as后并不能提高對(duì)GPX4的敏感性，說明CDR1as可作為黑色素瘤對(duì)GPX4抑制劑敏感性的指標(biāo)，但并非該藥物發(fā)揮功能的關(guān)鍵因素。

圖5 CDR1as表達(dá)狀態(tài)與GPX4抑制劑敏感性相關(guān)

總結(jié)：

腫瘤轉(zhuǎn)移是癌癥患者死亡的主要原因。了解和探究腫瘤轉(zhuǎn)移擴(kuò)散的機(jī)制，將會(huì)揭示重要的腫瘤發(fā)生發(fā)展生物學(xué)過程，進(jìn)而為臨床提供新的治療方向和靶點(diǎn)。本文作者以黑色素瘤為模型，通過全轉(zhuǎn)錄組測(cè)序和RIP-seq等技術(shù)（云序提供以上服務(wù)）研究了環(huán)狀RNA--CDR1as在腫瘤轉(zhuǎn)移中的作用。作者發(fā)現(xiàn)CDR1as的生成主要受其來源的長(zhǎng)鏈非編碼RNA--LINC00632的表達(dá)影響，并通過IGF2BP3蛋白介導(dǎo)的機(jī)制促進(jìn)黑色素瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移。此外，CDR1as表達(dá)狀態(tài)與GPX4抑制劑敏感性相關(guān)。本文的研究揭示了CDR1as的功能、預(yù)后和預(yù)測(cè)作用，并揭示了環(huán)狀RNAs在轉(zhuǎn)移中的關(guān)鍵作用。

圖6環(huán)狀CDR1as通過 IGF2BP3蛋白介導(dǎo)機(jī)制促進(jìn)黑色素瘤的轉(zhuǎn)移

云序生物—環(huán)狀RNA研究領(lǐng)跑者！（下段當(dāng)中產(chǎn)品超鏈接）

云序生物作為國(guó)內(nèi)早期提供環(huán)狀RNA測(cè)序的測(cè)序公司，自行建立的環(huán)狀RNA數(shù)據(jù)庫circDB，憑借物種覆蓋廣、數(shù)據(jù)量大、疾病背景多的特點(diǎn)為客戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。云序積累了超過10000例環(huán)狀RNA測(cè)序的經(jīng)驗(yàn)，樣本覆蓋20多個(gè)物種以及50多種疾病。云序生物提供系統(tǒng)性環(huán)狀RNA服務(wù)，從篩選（全轉(zhuǎn)錄組測(cè)序）到驗(yàn)證（qPCR）再到機(jī)制研究（RIP、RNA pull-down、chip）以及上游表觀調(diào)控（m6A甲基化、m5C甲基化、m1A甲基化、m7G甲基化、ac4c乙�；瘻y(cè)序、2’-O-RNA甲基化測(cè)序），為您全方位的覆蓋環(huán)狀RNA上下游分子機(jī)制驗(yàn)證的重要研究環(huán)節(jié)。除了提供組織和細(xì)胞的樣本類型測(cè)序之外，我們還提供體液、血清血漿、外泌體石蠟樣本等特殊樣本的測(cè)序服務(wù)�；厥走^去，從國(guó)內(nèi)環(huán)狀RNA測(cè)序到全轉(zhuǎn)錄組測(cè)序概念提出，到m6A等RNA甲基化測(cè)序平臺(tái)，再到如今的eccDNA測(cè)序服務(wù)，我們一直在緊跟國(guó)際科研熱點(diǎn)方向進(jìn)行測(cè)序技術(shù)的創(chuàng)新。

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