circFOXP1通过调控EREG/MAPK/ERK轴促进胰腺导管腺癌进展

《Journal of Cellular and Molecular Medicine》:circFOXP1 Promotes Pancreatic Ductal Adenocarcinoma Progression Through Regulating EREG/MAPK/ERK Axis

【字体: 时间:2026年07月08日 来源:Journal of Cellular and Molecular Medicine 4.7

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  环状RNA(circRNAs)对于触发胰腺导管腺癌(PDAC)进展具有不可或缺的作用。然而,circRNAs影响PDAC的特定生物学过程及其机制在很大程度上仍不清楚。该研究报道,circFOXP1是促进PDAC进展的关键因子,其在患者肿瘤组织中显著上调,并且与

  
环状RNA(circRNAs)对于触发胰腺导管腺癌(PDAC)进展具有不可或缺的作用。然而,circRNAs影响PDAC的特定生物学过程及其机制在很大程度上仍不清楚。该研究报道,circFOXP1是促进PDAC进展的关键因子,其在患者肿瘤组织中显著上调,并且与更晚的肿瘤-淋巴结-转移(TNM)分期及较差预后相关。功能研究表明,敲低circFOXP1可在体外和体内显著抑制PDAC细胞增殖、迁移和侵袭。机制上,circFOXP1作为miR-320b的分子海绵(molecular sponge),导致表皮生长因子受体(EGFR)配体表调素(EREG)上调,并继而激活丝裂原活化蛋白激酶/细胞外信号调节激酶(MAPK/ERK)信号通路;该通路对于维持PDAC的侵袭性表型至关重要。在体内,应用中和抗体阻断EREG可显著削弱circFOXP1诱导的肿瘤发生作用。上述发现强调了circFOXP1作为一种新型生物标志物的潜力,并提出其可作为改善PDAC患者生存的新型治疗靶点。
该论文发表于《Journal of Cellular and Molecular Medicine》,围绕胰腺导管腺癌(PDAC)中环状RNA(circRNA)的致癌机制展开,核心在于鉴定并阐明circFOXP1在PDAC进展中的功能及其分子通路。研究背景方面,PDAC是消化系统恶性程度极高的肿瘤之一,患者总体生存率长期偏低,主要原因包括起病隐匿、确诊时多已局部侵袭或远处转移,以及对化疗和新兴免疫治疗存在固有或获得性耐药。因此,寻找新的早期诊断标志物、预后指标和可干预的分子靶点,是PDAC研究中的重要任务。近年来,circRNA因其闭环结构稳定、不易被外切核酸酶降解,并可通过充当miRNA海绵、结合RNA结合蛋白、调控转录与翻译等方式参与肿瘤生物学过程,成为研究热点。然而,在PDAC中,circRNA如何调控关键致癌信号网络,尤其是表皮生长因子受体(EGFR)相关通路,仍缺乏充分认识。基于此,研究人员开展本研究,旨在解析circFOXP1是否参与PDAC恶性进展及其潜在机制。

研究人员首先通过circRNA芯片筛选PDAC差异表达circRNA,并在临床样本中进一步验证。结果显示,circFOXP1即hsa_circ_0001320在PDAC组织中显著高表达,且高表达与更晚的肿瘤-淋巴结-转移(TNM)分期、更差的总体生存(OS)和无病生存(DFS)相关,提示其具有潜在预后标志物价值。随后,功能实验表明,circFOXP1能够促进PDAC细胞增殖、迁移、侵袭以及体内肿瘤生长和转移。机制研究进一步揭示,circFOXP1主要定位于细胞质,作为miR-320b的分子海绵解除其对表调素(EREG)的抑制,从而上调EREG并激活丝裂原活化蛋白激酶/细胞外信号调节激酶(MAPK/ERK)信号轴,维持PDAC细胞的恶性表型。更进一步,在体内应用EREG中和抗体后,circFOXP1诱导的肿瘤促进作用被显著削弱,表明EREG是该致癌轴中的关键效应分子。总体而言,论文得出结论:circFOXP1是PDAC中的关键促癌circRNA,circFOXP1/miR-320b/EREG/MAPK轴构成了驱动PDAC进展的重要分子机制,具有生物标志物和治疗靶点双重意义。

在技术方法方面,研究人员主要采用了5对PDAC与癌旁组织的circRNA芯片筛选以及160例PDAC配对组织队列的qRT-PCR验证,结合RNase R消化、放线菌素D(Actinomycin D)处理、亚细胞分离和荧光原位杂交(FISH)鉴定circFOXP1的环状特征、稳定性及胞内定位;通过EdU、克隆形成、划痕、Transwell、流式细胞术等评价细胞表型;利用RNA pull-down、生物素标记miRNA捕获、双荧光素酶报告实验验证circFOXP1、miR-320b与EREG之间的相互作用;并通过RNA测序(RNA-seq)、KEGG富集分析、基因集富集分析(GSEA)、蛋白质印迹(Western blot)、皮下成瘤与尾静脉转移模型及EREG中和抗体干预完成机制与体内功能验证。

以下结合论文结果部分各小标题,对研究主体内容作系统解读。

3.1 The Identification of circFOXP1 in PDAC
研究人员首先通过5对PDAC组织与癌旁组织进行circRNA芯片分析,筛选到46个差异表达circRNA。结合TCGA数据库中母基因表达及预后信息,从候选分子中进一步在160例PDAC临床样本中进行qRT-PCR验证,最终确定hsa_circ_0001320,即circFOXP1,是在PDAC中稳定上调的关键circRNA。结构鉴定显示,circFOXP1来源于FOXP1基因第8至第12外显子的反向剪接,长度为692 nt,回剪接位点经Sanger测序确认。PCR、电泳、RNase R耐受性和Actinomycin D转录阻断实验共同证明其具备典型环状RNA特征且较线性FOXP1更稳定。亚细胞分离与FISH结果显示circFOXP1主要定位于细胞质,这为其后续作为miRNA海绵发挥功能提供了依据。

3.2 circFOXP1 Fuels the Proliferation, Migration and Invasion of PDAC Cells In Vitro
在多种PDAC细胞系中,circFOXP1均较正常胰管上皮细胞hTERT-HPNE表达增高。研究人员采用针对回剪接位点的siRNA特异性敲低circFOXP1,或通过质粒进行过表达,并确认不影响线性FOXP1表达。EdU和克隆形成实验表明,敲低circFOXP1可显著抑制PDAC细胞增殖,而过表达则增强增殖能力。划痕实验和Transwell实验进一步显示,circFOXP1促进PDAC细胞迁移与侵袭。该部分结果说明circFOXP1在体外具有明确的促恶性表型作用。

3.3 circFOXP1 Accelerates Tumour Growth and Metastasis of PDAC In Vivo
为验证体内功能,研究人员建立了裸鼠皮下成瘤模型和SCID小鼠尾静脉转移模型。结果显示,稳定敲低circFOXP1后,皮下肿瘤的体积和重量均明显下降,免疫组织化学(IHC)提示Ki-67阳性细胞比例减少,说明肿瘤增殖能力受抑。尾静脉转移模型中,circFOXP1敲低组肺部生物发光信号减弱,肺转移灶数量下降,H&E染色也证实转移负荷减轻。由此可见,circFOXP1不仅促进原位样肿瘤生长,也增强PDAC细胞在体内的转移潜能。

3.4 circFOXP1 Sponges miR-320b in PDAC Cells
鉴于circRNA常通过吸附miRNA发挥作用,研究人员用生物素标记circFOXP1探针进行RNA pull-down,结合数据库预测筛选潜在靶miRNA。结果发现,miR-320b是在不同PDAC细胞中均能被circFOXP1特异富集的候选miRNA。FISH显示二者在细胞质中共定位。进一步通过生物素标记miR-320b捕获实验和双荧光素酶报告实验,证实miR-320b与circFOXP1之间存在直接且特异的结合。该结果确立了circFOXP1作为miR-320b分子海绵的分子基础。

3.5 miR-320b Suppresses Proliferation, Migration and Invasion of PDAC Cells In Vitro
研究人员随后单独考察miR-320b的生物学作用。qRT-PCR结果显示,miR-320b在PDAC细胞中低表达。功能实验表明,抑制miR-320b可促进细胞克隆形成、迁移与侵袭,而转染miR-320b模拟物则产生相反效果。由此证明miR-320b在PDAC中表现为肿瘤抑制性miRNA。这一发现与circFOXP1通过海绵吸附miR-320b发挥促癌作用的模型相一致。

3.6 circFOXP1 Upregulates EREG Expression to Activate the MAPK Pathway in PDAC
在明确circFOXP1/miR-320b互作后,研究人员进一步通过RNA-seq分析circFOXP1敲低后的下游转录变化,并与多个数据库预测的miR-320b靶基因求交集,获得6个候选分子。经qRT-PCR验证,EREG是唯一在两种细胞中均随circFOXP1敲低而下调的基因。进一步分析发现,EREG在PDAC组织中高表达,且与较差生存相关。序列分析表明,miR-320b可同时识别circFOXP1与EREG mRNA 3′非翻译区(3′ UTR)中的共同结合序列;双荧光素酶实验则证实miR-320b可直接靶向EREG 3′ UTR。机制层面,RNA-seq的KEGG与GSEA提示circFOXP1敲低后MAPK信号通路显著受抑。Western blot结果显示,miR-320b过表达或circFOXP1敲低均可降低EREG蛋白水平,并减少p38和ERK1/2的磷酸化,而不影响总p38和ERK1/2表达;miR-320b抑制则产生相反效应。救援实验进一步证明,miR-320b下调可部分恢复circFOXP1沉默所致的MAPK失活,而EREG敲低则能逆转circFOXP1过表达引起的p38和ERK1/2磷酸化增强。该部分结果完整建立了circFOXP1经miR-320b上调EREG并激活MAPK/ERK信号的机制链条。

3.7 circFOXP1 Sustains Malignant Phenotypes of PDAC via Modulating the miR-320b/EREG Axis
为验证上述信号轴对恶性表型的功能必要性,研究人员进行了系列救援实验。首先,在circFOXP1敲低背景下加入miR-320b抑制剂,可逆转PDAC细胞克隆形成、迁移和侵袭能力的下降,说明circFOXP1的促癌作用依赖于对miR-320b的拮抗。其次,在circFOXP1过表达细胞中敲低EREG,可部分消除MAPK信号激活,恢复细胞凋亡,并抑制circFOXP1引发的增殖增强。体内实验进一步显示,circFOXP1过表达促进皮下肿瘤生长,而应用EREG中和抗体后,肿瘤重量、体积以及Ki-67和EREG表达均明显下降。由此可见,EREG是circFOXP1致癌作用的重要执行分子,circFOXP1通过miR-320b/EREG轴维持PDAC恶性生物学行为。

3.8 circFOXP1 Overexpression Correlates With Poor Prognosis of PDAC Patients
临床相关性分析显示,circFOXP1表达水平与TNM分期正相关,提示其与疾病进展密切相关。Kaplan–Meier生存分析进一步表明,高circFOXP1表达患者的总体生存(OS)和无病生存(DFS)均更差。这些结果支持circFOXP1作为PDAC预后评估生物标志物的临床潜力,也从患者层面强化了其生物学重要性。

讨论部分围绕circFOXP1在PDAC中的新发现展开。研究人员指出,尽管circRNA已被认为是PDAC的重要调控因子,但其具体机制尚不完整。本研究首次在PDAC中系统证明circFOXP1异常高表达,且能通过海绵吸附miR-320b,上调EGFR配体EREG,进而激活MAPK/ERK通路,推动细胞增殖、侵袭和转移。论文还将这一发现与既往关于circFOXP1在膀胱癌、结直肠癌、骨肉瘤中的促癌作用联系起来,但强调其在PDAC中的表达特征和分子机制此前尚未见报道。对于miR-320b,研究人员结合既往文献和本研究结果,确认其在PDAC中具有抑癌作用,并在该工作中明确了其与EREG的直接靶向关系。对于EREG,论文则进一步补充了其在PDAC中的上游调控来源,说明circFOXP1是促使EREG升高并驱动EGFR相关MAPK信号激活的重要非编码RNA因子。整体上,讨论部分强调,circFOXP1/miR-320b/EREG/MAPK轴不仅拓展了PDAC分子发病机制的认识,也为EGFR相关靶向干预提供了新的分层思路与潜在切入点。

研究结论部分可译为:研究数据表明,circFOXP1是PDAC中的关键调控因子,其通过作为miR-320b的分子海绵异常激活EREG/MAPK信号,从而促进PDAC进展。circFOXP1有望作为PDAC治疗中的一种新型潜在生物标志物和治疗靶点。
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