南医大束永前团队 Mol Cancer 发文, 这个RNA分子「海绵」可调控胃癌进展
胃癌（gastric cancer，GC）是世界上最常见的肿瘤之一，也是导致癌症死亡的第三大原因。胃癌威胁着人类健康，年龄标准化的五年净生存率在 20% 到 40% 之间。因此，研究胃癌诊断和预后的有效生物标志物以及药物治疗的靶点具有重要意义，也是近年来研究的热点。
Circular RNAs（CircRNAs）是一类逆分裂产生的 ncRNA , 在外泌体中富集稳定，并且可以调节细胞的生物学过程，作为多种疾病的循环生物标志物。CircRNAs 在多种癌症的发生发展中起着重要的调控作用。然而， CircRNAs 在胃癌中的生物学功能及其分子机制尚不清楚。
2020 年 6 月 29 日，南京医科大学第一附属医院肿瘤科束永前团队在 Molecular Cancer 期刊在线发表题为 Exosomal CircSHKBP1 promotes gastric cancer progression via regulating the miR-582-3p/HUR/VEGF axis and suppressing HSP90 degradation 的论文，研究发现外泌体 CircSHKBP1 通过调节 miR582-3p/HUR/VEGF 轴和抑制 HSP90 降解促进胃癌进展，并且 CircSHKBP1 与胃癌诊断和预后密切相关，可作为胃癌的潜在治疗靶点。
图片来源：Molecular Cancer
CircRNAs 在组织中高度丰富和特异表达，并且在肿瘤组织和正常组织中表达有明显差异。研究表明，CircRNAs 在外泌体中富集稳定，外泌体是大多数细胞分泌的纳米级胞外囊泡，含有丰富的 RNA 和蛋白质，可以调节细胞的生物学过程，作为多种疾病的循环生物标志物。单个 CircRNA 可以作为小 RNA（miRNAs）海绵，miRNAs 转录后通过与信使 RNA（mRNA）的 3′ 非翻译区（3'UTR）结合来沉默靶基因。
此外，CirchFoxO3 和 CircPABPN1 等 CircRNAs 也可以通过与蛋白质的相互作用来诱导癌细胞凋亡、阻断细胞周期进程和抑制细胞增殖。研究表明，检测血清外泌体 CircRNA 可以区分癌症患者和健康对照者，外泌体 CircRNA 可成为液体活检的生物标志物。
本文通过 RNA 测序鉴定差异表达的 CircRNAs，之后通过一系列的体外和体内实验，研究了 CircSHKBP1 在胃癌中的生物学功能。最后利用小鼠异种移植和生物发光成像技术检测 CircSHKBP1 在体内的临床相关性。
结果表明
CircSHKBP1 是胃癌中表达差异最大的 CircRNA
CirchKBP1 于 2013 年首次被发现，并在许多内皮细胞中表达。CircSHKBP1 是由 SHKBP1 基因的第 11 和第 12 外显子与两侧内含子中的几个 Alu 元件进行后剪接而产生的（下图）。胃癌组织中，CircSHKBP1 表达上调，可以通过外泌体有效地传递到循环中。CircSHKBP1 的高表达与胃癌的晚期 TNM 分期和预后差有关，是一种潜在的胃癌 RNA 生物标志物。
图片来源：Molecular Cancer
CircSHKBP1 促进胃癌细胞的增殖、迁移和侵袭
EdU 法和 CCK8 法检测增殖发现 CircSHKBP1 促进胃癌细胞的增殖，siRNA 的敲降则抑制胃癌细胞的生长发育。Transwell 法评价 BGC823 细胞的迁移和侵袭，结果表明，CircSHKBP1 可明显促进胃癌细胞迁移和侵袭。并且，随着 CircSHKBP1 在胃癌细胞中的异位表达，更多的 CircSHKBP1 被装载到外泌体中，从而干扰临近或远端胃癌细胞的生物学功能。
图片来源：Molecular Cancer
CircSHKBP1 是 miR-582-3p 的分子海绵
随后，作者在 BGC823 细胞中对 AGO2 进行 RIP 检测，观察到在 BGC823 细胞中内源性 CircSHKBP1 被特异性地富集，这表明 CircSHKBP1 起着 miRNA 分子海绵的作用。此外，FISH 实验发现 CircSHKBP1 和 miR-582-3p 在细胞质中共定位。因此，CircSHKBP1 通过吸附 miR-582-3p 和诱导 HSP90 来促进胃癌的发育。
图片来源：Molecular Cancer
CircSHKBP1 调控 miR-582-3p/HUR/VEGF 轴，抑制 HSP90 降解
外周循环中的异位 CircSHKBP1 可促进远处胃癌细胞的生长。miR-582-3p 是几种实体瘤的肿瘤抑制因子，研究表明，在细胞内，CircSHKBP1 和 miR582-3p 结合，可减少 miR-582-3p 的表达。
通过生物信息学分析，作者发现了 54 个 miR-582-3p 候选靶蛋白，其中 HUR 和 EIF2S1 被报道为 VEGF 信号通路的一部分。作为 miR-582-3p 的下游靶点，HUR 的表达方式与 miR-582-3p 相反，在胃癌中高表达。HUR 能稳定 mRNA，促进 VEGF 的转录，促进血管生成，诱导肿瘤的发生。
图片来源：Molecular Cancer
此外，CircSHKBP1 通过与泛素连接酶 STUB1 竞争结合位点，从而减缓癌蛋白 HSP90 的降解。动物实验结果表明，敲除 CircSHKBP1 可抑制皮下移植瘤的生长并减少裸鼠肺转移；过表达 CircSHKBP1 可促进皮下移植瘤和肺转移，而贝伐单抗可抑制这种转移。
图片来源：Molecular Cancer
总的来说，在胃癌患者中，CircSHKBP1 上调，与 TNM 晚期、血管侵犯和预后不良有关。以 CircSHKBP1 为靶点的血清外泌体液体活检有助于胃癌的诊断和预后预测。CircSHKBP1 通过海绵 miR-582-3p 上调 HUR 和 VEGF，以及通过与 STUB1 竞争诱导 HSP90，促进胃癌进展。高表达 CircSHKBP1 的外泌体增加了胃癌细胞的生长和转移，提示 CircSHKBP1 可以通过外泌体传递，参与细胞通讯，是液体活检的有效分子靶点。更重要的是，在皮下肿瘤中沉默或过度表达 CircSHKBP1 并没有损害裸鼠的基本生理功能。
图片来源：Molecular Cancer
因此，CircSHKBP1 可作为胃癌诊断和预后的一个有前途的生物标志物，为胃癌的发病机制提供了新的见解。研究首次提出 CircSHKBP1 可作为胃癌治疗的潜在治疗靶点，我们期待针对 CircSHKBP1 的抗肿瘤药物早日应用于临床，造福更多的癌症患者。
延伸阅读
关于作者
本篇文章的通讯作者是南京医科大学附属第一临床医学院肿瘤科的束永前教授和徐同鹏博士。束永前，主任医师，博导，国家自然基金二审专家，江苏省肿瘤转化临床医学中心首席科学家，现发表 SCI 论文近百篇。徐同鹏，束永前教授的博士，现就职于南京医科大学附属第一医院肿瘤科。
关于 Molecular Cancer
该杂志由 BioMed Central 于 2002 年出版，属于医学 1 区（中科院分区），近年来影响分子逐年上升，最新 2020 年 JCR 公布的影响因子为 15.302，五年 IF：10.478。年文章数 175，投稿命中率 24.74%。适合基础研究投稿。
