《Cellular Signalling》:Circ_0057105 promotes intrahepatic cholangiocarcinoma progression by sponging miR-1290 and regulating the MDM2/P53 pathway
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circ_0057105通过海绵miR-1290上调MDM2降解p53促进ICC恶性进展,脂质纳米颗粒递送的siRNA靶向抑制效果显著
陈太阳|王洋洋|谢晨曦|李永山|李青山|王博|李杰|徐阳|周庚平|张凯|康宁|郝小佩|于海波
郑州大学人民医院肝胆外科肝胆中心,中国郑州450003
摘要
肝内胆管癌(ICC)是一种高度侵袭性的恶性肿瘤,治疗选择有限,这突显了寻找新的调控分子的重要性。通过对五对ICC组织和相邻正常组织进行高通量测序,我们发现了一种显著上调的环状RNA(circ_0057105),并在ICC细胞系和临床样本中得到了进一步验证。临床数据显示,circ_0057105表达水平升高与ICC患者的预后不良相关。功能体外和体内实验表明,circ_0057105能够促进ICC细胞的增殖、迁移和侵袭。其机制在于,circ_0057105作为一种竞争性内源性RNA(ceRNA),可与miR-1290结合,从而上调MDM2的表达。MDM2随后通过泛素化作用降解肿瘤抑制因子p53,进而抑制p53信号通路。此外,将针对circ_0057105的小干扰RNA(si-circ_0057105)封装在脂质纳米颗粒(LNPs)中并体内递送,有效抑制了其表达,并显示出良好的治疗效果。总之,我们的研究表明circ_0057105通过miR-1290-MDM2-p53轴驱动ICC的进展,使其成为有价值的预后生物标志物和潜在的治疗靶点。利用脂质纳米颗粒递送siRNA是一种具有转化潜力的策略。
引言
肝内胆管癌(ICC)是一种起源于胆上皮细胞的恶性肿瘤,是仅次于肝细胞癌的第二大原发性肝癌。过去四十年来,其全球发病率持续上升[1]、[2]。由于缺乏可靠的早期诊断生物标志物,大多数患者在晚期才被诊断出来,常常错过根治性治疗的机会[3]。尽管手术切除仍是早期ICC的主要治疗方法,但术后复发率高达60%-70%,5年生存率约为30%[4]。因此,迫切需要阐明ICC发生和进展的分子机制,以开发创新的治疗方法[5]。
非编码RNA(ncRNAs)在肿瘤发生和进展中的调控作用已成为当前的研究热点[6]。其中,环状RNA(circRNAs)作为一种独特的ncRNA类别,具有共价闭合的环状结构,由于对核糖核酸酶的抵抗力更强,因此比线性RNA分子更稳定[7]。circRNAs在基因调控中的常见功能包括结合微小RNA(miRNAs)、与RNA结合蛋白相互作用、调节蛋白质翻译以及编码肽段[8]、[9]、[10]、[11]。由于circRNAs和miRNAs主要位于细胞质中,它们通常通过结合miRNAs来间接调控基因表达,从而减少miRNAs对下游靶基因的抑制作用。因此,作为miRNA的“海绵”是circRNAs最广为人知的生物学功能,在肿瘤的发生和进展中起着关键作用[12]、[13]。近年来,circRNA稳定性的研究进展推动了基因肿瘤疫苗和纳米治疗技术的发展,为未来的临床应用提供了新的理论基础[14]、[15]。
p53信号通路是细胞中的关键肿瘤抑制网络,在维持基因组稳定性、调控细胞周期停滞、诱导细胞凋亡和促进DNA损伤修复方面发挥着核心作用[16]。作为该通路的核心调控因子,p53蛋白的活性和丰度受到严格调控,MDM2介导的泛素化和降解是其主要的负调控机制之一[17]。在正常生理条件下,p53通过诱导CDKN1A(p21)等靶基因的表达来抑制异常细胞增殖。当细胞遇到DNA损伤或应激信号时,p53通过磷酸化等修饰被激活,启动凋亡程序以清除受损细胞[18]。该通路的失调,包括p53基因突变、MDM2过表达和PTEN缺乏,是多种癌症发展的关键驱动因素,并与肿瘤细胞的无控制增殖、化疗耐药性和不良预后密切相关[19]。然而,circRNAs与ICC中p53信号通路之间的相互作用机制仍需进一步阐明。
本研究通过对五对ICC组织和相邻正常组织进行高通量测序,发现circ_0057105显著上调。临床相关性分析显示,circ_0057105表达水平升高与ICC患者的预后不良密切相关。机制上,circ_0057105作为miR-1290的“海绵”,抑制MDM2的表达,进而促进肿瘤抑制因子p53的泛素化降解,从而促进ICC的进展。重要的是,使用脂质纳米颗粒(LNPs)递送针对circ_0057105的siRNA在体内显著抑制了肿瘤生长,揭示了一种新的、可转化的ICC治疗策略。我们的发现表明,circ_0057105不仅是一个有价值的预后生物标志物,也是一个具有治疗潜力的靶点。
部分摘录
RNA测序
对五对ICC组织和匹配的相邻正常组织进行了高通量测序。组织质量控制、样本制备和circRNA测序由华大基因(深圳,中国)完成。为了评估circ_0057105敲低对转录的影响,敲低组和对照组中的RBE细胞用Trizol试剂裂解以提取RNA。随后的RNA测序分析由OE Biotech有限公司(上海,中国)完成。
患者样本
共74份ICC组织样本
Circ_57105表达上调且与ICC预后不良相关
为了系统地识别参与肝内胆管癌(ICC)进展的关键circRNAs,我们对五对ICC组织和匹配的相邻正常组织进行了高通量转录组测序(图1A–B)。根据严格的标准(|Log?FC|≥2,q值<0.05),生物信息学分析鉴定出246个差异表达的circRNAs,包括36个上调和210个下调的物种(图1B)。进一步筛选后(|Log?FC|≥6),得到34个
讨论
根据2024年全球癌症统计数据,ICC占肝胆系统恶性肿瘤的15%-20%,其年发病率每年增长2.3%[35]。尽管医学进步提高了5年生存率,但手术切除作为一线治疗方法仍主要适用于早期病例。超过70%的患者在诊断时已处于局部晚期或转移阶段,这主要是由于ICC发病隐匿且缺乏特异性早期
结论
总之,circ_0057105在ICC中显著上调,通过circ_0057105/miR-1290/MDM2-P53轴驱动恶性增殖、侵袭和转移。本研究开发的基于LNPs的si-circ_0057105递送系统在动物模型中表现出强大的肿瘤抑制作用,为ICC的精准靶向治疗提供了创新策略。这一调控轴不仅扩展了我们对ICC分子发病机制的理解,还为
CRediT作者贡献声明
陈太阳:撰写 – 审稿与编辑,撰写 – 初稿,验证,数据分析,概念构建。
王洋洋:验证,数据分析,概念构建。
谢晨曦:撰写 – 审稿与编辑,撰写 – 初稿,监督,概念构建。
李永山:方法学研究,数据分析,概念构建。
李青山:方法学研究,实验设计,数据分析。
王博:数据可视化,验证。
李杰:验证。
徐阳:数据收集
出版同意
不适用。
伦理批准和参与同意
该研究方案已获得河南省人民医院医学伦理委员会的批准(批准编号2023–12)。所有参与者均签署了书面知情同意书。
资助
本研究得到了
河南省科技发展计划应用研究与重点项目联合基金(编号242103810044)、
河南省科技项目(编号252102311059)、
河南省重点研发与推广项目(编号222102310709)以及
河南省青年和中年健康科技创新人才培养项目(资助编号YXKC2022002)和
河南省科技项目(编号222102310709)的支持。
利益冲突声明
作者声明没有利益冲突。
致谢
作者感谢河南省健康医学与肝脏疾病预防治疗重点实验室的研究支持,并感谢同事们的宝贵建议和技术帮助。