CRC(結直腸癌)是一種惡性的實體腫瘤,抑制血管生成(主要通過阻斷VEGF(血管內皮生長因子)家族及其相應受體)已被證實可延長包括CRC在內的患者的總體生存期。VEGFA被認為是最重要的腫瘤細胞分泌促血管生成因子之一。進一步研究CRC中VEGFA異常上調的機制,可能為轉移性CRC治療提供新的策略。
基因表達受到一些circRNAs的調控,這些circRNAs充當ceRNAs(競爭性內源性RNA),也被認為是miRNAs的海綿,影響miRNAs的活性。circRNAs阻止miRNAs調控其靶基因。基于以上研究背景,中南大學Chen Chen等人在Journal of Experimental & Clinical Cancer Research雜志(IF=7.06)發表文章探究circRNAs通過調節VEGFA對結直腸癌的影響。
技術路線:
研究結果:
1.選擇circ-001971
文章首先根據以往的文獻報道篩選出11個在CRC腫瘤組織中高表達的circRNAs,然后利用RT-PCR檢測這11個circRNAs在腫瘤組織和正常組織中表達差異最大的,發現有3個circRNAs表達差異較大,其中circ-001971差異最大。之后,進一步在70個組織樣本中檢測,發現circ-001971在正常和腫瘤組織中表現出差異。COX回歸實驗發現circ-001971的表達與腫瘤分期和淋巴結轉移有關,低表達的circ-001971顯示出更高的總體生存率,ROC曲線顯示circ-001971具有潛在的診斷和預后能力。
2. circ-001971對CRC細胞增殖、侵襲和HUVEC血管生成的影響
實驗中選擇了5中CRC細胞系(HT29, HCT116, LoVo, SW480和 SW620)和正常細胞系FHC,同在組織中的結果一樣,circ-001971在腫瘤組織中的表達比正常組織中多,尤其是HCT116和SW620細胞。之后,篩選出合適的沉默circ-001971的序列并在沉默circ-001971的細胞中檢測,發現沉默的細胞中DNA的合成能力、細胞活力和細胞的侵襲都顯著降低。最后,收集沉默和對照細胞中的細胞上清,并用來孵育HUVEC細胞,發現circ-001971低表達降低HUVEC管腔形成能力。
3.在體內實驗中,circ-001971對CRC生長的影響
研究中采用慢病毒敲低circ-001971,6只小鼠平均分為2組,皮下注射SW620細胞轉染沉默circ-001971或對照的慢病毒載體,結果顯示,circ-001971敲低之后顯著降低腫瘤的體積和腫瘤的重量。以上結果表明在體內實驗中,circ-001971敲低抑制CRC腫瘤的生長。
4. 選擇并驗證與circ-001971和CRC血管生成有關的miRNA
研究顯示circRNAs作為miRNA的海綿來減輕miRNA對下游靶基因的抑制。GSE126093和TargetScan預測miR-29c-3p, miR-497-5p, and miR-943靶向circ-001971。之后,為了找到與circ-001971、CRC血管生成有關的miRNA,實驗在2種細胞中過表達3種miRNAs并發現3中miRNAs過表達時circ-001971和VEGFA的表達降低并且miR-29c-3p能顯著抑制circ-001971的表達。之后,在細胞中抑制miR-29c-3p,circ-001971表達上調;抑制circ-001971,miR-29c-3p表達上調說明兩者的相互調節關系。而且,miR-29c-3p過表達顯著降低VEGFA的蛋白水平,miR-29c-3p抑制時升高VEGFA的蛋白水平說明兩者的調控關系。
5. MiRNA-29與circ-001971和VEGFA直接結合
實驗中采用熒光素酶報告實驗驗證miR-29c-3p結合circ-001971 和 VEGFA。并進一步用RIP實驗驗證,結果顯示結果顯示circ-001971、VEGFA、miR-29c- 3p與AGO2相關; 這些數據證實circ-001971和VEGFA結合miR-29c-3p以AGO2相關的方式。
6.circRNA/miR-29-3p信號調節HUVECs的管腔形成能力
在兩種細胞系中, miR-29c-3p抑制時增強VEGFA蛋白水平和管腔形成能力,敲低circ-001971降低VEGFA蛋白水平和管腔形成能力,而抑制miR-29c-3p逆轉了circ-001971對VEGFA蛋白表達和管腔形成能力的影響(理解:挽救實驗)。這些結果表明.circRNA/miR-29-3p軸調節VEGFA蛋白水平和HUVECs的管腔形成能力。
7.組織樣本中miR-29c、 VEGFA的表達及其與circ- 001971的相關性
腫瘤組織中,PCR結果顯示miR- 29c-3p的表達降低而VEGFA的表達增強。WB和IHC結果顯示腫瘤組織中VEGFA表達增強。另外,miR-29c-3p與circ- 001971和VEGFA呈負相關,而circ-001971與VEGFA呈正相關。
總 結:
1.腫瘤組織中,VEGFA表達上調,而 miR-29c-3p表達下調。
2. miR-29c-3p與circ-001971、VEGFA呈負相關關系,而circ-001971 和VEGFA呈正相關關系。
3. circ-001971/miR-29c-3p通過VEGFA調節CRC增殖、侵襲和血管生成。
4.為研究circRNA-miRNA-mRNA網絡對CRC的影響提供了新的理論基礎。
參考文獻:
Chen C , Huang Z , Mo X , et al. The circular RNA 001971/miR-29c-3p axis modulates colorectal cancer growth, metastasis, and angiogenesis through VEGFA [J]. Journal of Experimental & Clinical Cancer Research, 2020, 39(1).