沙门氏菌通过ceRNA机制下调circHIPK2抑制结直肠癌转移与肿瘤发生

本研究揭示了沙门氏菌(Salmonella typhimurium)通过ceRNA机制调控circHIPK2/miR-124-3p轴抑制结直肠癌(CRC)进展的新机制。研究人员通过转录组分析发现感染导致circHIPK2显著下调，功能实验证实其缺失可抑制细胞迁移、肿瘤生长及炎症因子表达。该发现为肠道病原体与肿瘤互作提供了新见解，并为CRC治疗提供了潜在分子靶点。

　　

在全球范围内，沙门氏菌(Salmonella typhimurium)感染是导致胃肠道疾病的主要因素之一，每年约造成200-400万人患胃肠炎，并导致15.5万人死亡。近年研究发现，这种病原体不仅引起急性感染，还与炎症性肠病(IBD)和结直肠癌(CRC)的发生发展密切相关。一方面，沙门氏菌可通过激活STAT3通路促进结肠肿瘤发生；另一方面，减毒沙门氏菌株又被探索作为肿瘤免疫治疗的新策略。这种看似矛盾的作用机制，凸显了宿主-病原体相互作用的复杂性。

环状RNA(circRNA)作为一类具有共价闭合结构的非编码RNA，在肿瘤发生中扮演着关键角色。它们通过充当竞争性内源RNA(ceRNA)、与蛋白质相互作用或编码功能性多肽等方式参与基因调控。然而，沙门氏菌感染是否以及如何通过调控宿主circRNA表达来影响结直肠癌进程，仍然是一个未解之谜。

为了解答这一问题，王飞等研究人员在《Gut Pathogens》上发表了最新研究成果，系统揭示了沙门氏菌通过ceRNA机制下调circHIPK2表达从而抑制结直肠癌进展的分子通路。

研究团队采用RNA测序(RNA-seq)技术对沙门氏菌感染的结直肠癌细胞系HCT116进行全转录组分析，发现感染显著改变了10776种circRNA的表达谱，其中190种呈现差异表达。值得注意的是，hsa_circ_0001756(命名为circHIPK2)表现出最显著的下调趋势。该circRNA源自HIPK2基因的第二外显子，长度为1084个核苷酸，定位于7号染色体特定区域。

通过RNase R消化实验，研究人员证实了circHIPK2的环状特性——它能够抵抗RNase R的降解作用，而线性HIPK2 mRNA则被有效降解。细胞定位分析表明，circHIPK2主要分布于细胞质中，这为其发挥ceRNA功能提供了空间基础。

进一步机制探究发现，沙门氏菌对circHIPK2的下调作用不依赖于脂多糖(LPS)信号通路。实验显示，LPS处理(0.5-10μg/ml)6小时并不影响circHIPK2表达，而热灭活的沙门氏菌和大肠杆菌O157:H7也未能引起类似变化，表明这种调控需要活菌的特定感染机制。

功能实验表明，敲低circHIPK2可显著抑制沙门氏菌诱导的炎症因子IL8、IL6和GM-CSF的表达，并降低HCT116细胞的迁移能力。值得注意的是，circHIPK2的敲低并不影响其亲本基因HIPK2的mRNA水平，排除了线性转录本的干扰效应。

通过生物信息学预测和实验验证，研究团队发现circHIPK2可直接结合miR-124-3p。双荧光素酶报告基因实验证实，miR-124-3p mimic可显著抑制circHIPK2报告载体的荧光活性，而突变miR-124-3p的种子序列则消除了这一效应。RNA pull-down实验进一步证明，生物素标记的miR-124-3p可特异性富集circHIPK2。

功能挽救实验显示，过表达miR-124-3p可消除circHIPK2促进的细胞迁移作用，证实了circHIPK2通过吸附miR-124-3p发挥功能的ceRNA机制。

体内实验进一步验证了circHIPK2的促瘤功能。在MC38细胞中过表达circHIPK2可促进细胞增殖和迁移，皮下接种后显著增加肿瘤体积和重量。

本研究主要采用了以下关键技术方法：使用RNA测序进行circRNA表达谱分析；通过RNase R消化和Sanger测序验证circRNA特性；利用双荧光素酶报告系统和RNA pull-down实验验证RNA分子间相互作用；采用transwell实验评估细胞迁移能力；建立小鼠皮下移植瘤模型进行体内功能验证。

Characterization of circrnas regulated by S. typhimurium through RNA-sequencing

通过RNA测序技术，研究人员发现沙门氏菌感染可显著改变HCT116细胞中circRNA的表达谱，共鉴定出10776种circRNA，其中190种差异表达。hsa_circ_0001756(circHIPK2)下调最为显著，经qPCR验证确认。

Salmonella typhimurium downregulated the expression of circHIPK2 independent on lipopolysaccharide treatment

circHIPK2源自HIPK2基因外显子2，经反向剪接形成环状结构，对RNase R具有抗性。沙门氏菌感染下调circHIPK2的表达，这种效应不依赖于LPS信号通路，且在小鼠肠道类器官中得到验证。

Knockdown of circHIPK2 inhibited cytokines expression in HCT116 cells induced by S. typhimurium and inhibited HCT116 cells migration

敲低circHIPK2可抑制沙门氏菌诱导的炎症因子IL8、IL6和GM-CSF表达，并降低HCT116细胞迁移能力，而不影响亲本基因HIPK2的表达。

miR-124-3p binds to circHIPK2 to inhibit cell migration

circHIPK2作为miR-124-3p的分子海绵，直接结合并调控其活性。过表达miR-124-3p可消除circHIPK2促进的细胞迁移作用。

Overexpression circHIPK2 promoted MC38 cell proliferation, migration and subcutaneous tumor growth

过表达circHIPK2可促进MC38细胞增殖、迁移和皮下移植瘤生长，证实其体内促瘤功能。

该研究首次揭示了沙门氏菌感染通过下调circHIPK2表达抑制结直肠癌进展的新机制。circHIPK2通过吸附miR-124-3p，解除其对下游靶基因的抑制作用，从而影响炎症反应和肿瘤进程。这一发现不仅为理解肠道病原体与肿瘤互作提供了新视角，也为结直肠癌的治疗提供了潜在的分子靶点。

值得注意的是，沙门氏菌对circHIPK2的调控不依赖于LPS信号通路，提示可能存在其他效应分子或机制参与这一过程。未来的研究需要进一步阐明沙门氏菌具体通过何种效应分子或分泌系统来实现对circHIPK2的调控，以及这一通路在肠道炎症和肿瘤微环境中的具体功能。

从转化医学角度，circHIPK2/miR-124-3p轴可能成为结直肠癌治疗的新靶点。针对这一通路的干预策略，如基于circHIPK2的核酸药物或miR-124-3p模拟物，可能为结直肠癌患者提供新的治疗选择。同时，circHIPK2作为沙门氏菌感染的应答分子，也可能成为相关疾病诊断或预后评估的生物标志物。

这项研究不仅深化了对宿主-病原体相互作用的理解，也为circRNA在感染性疾病和肿瘤中的功能研究提供了新的思路和方法学参考。