MALAT1-Importin7-HIF1A调控轴在皮肤鳞状细胞癌进展中的作用

《Experimental Cell Research》：Role of the MALAT1-Importin7-HIF1A regulatory axis in the progression of cutaneous squamous cell carcinoma

　　

• •
  UVB诱导的长链非编码RNA（lncRNA）MALAT1被确定为皮肤鳞状细胞癌（cSCC）进展的关键促进因子。
• •
  核转运蛋白IPO7在cSCC中上调，并表现出促进肿瘤发生的效应，驱动细胞增殖、迁移和侵袭，同时抑制细胞凋亡。
• •
  发现了一种新的IPO7与HIF1α之间的功能性相互作用，其中IPO7促进了HIF1α进入细胞核并增强其转录活性。
• •
  MALAT1通过与转录因子c-MYC共同结合在IPO7的启动子区域，从而调节IPO7的表达。
• •
  该研究揭示了一个完整的MALAT1/c-MYC/IPO7/HIF1α信号轴，该信号轴增强了cSCC细胞的恶性行为，为理解cSCC的发病机制提供了新的见解。

引言

紫外线（UV）辐射，特别是UVB辐射，是一种主要的环境致癌物，会导致表皮损伤并促进皮肤癌的发生。角质形成细胞癌（KC），也称为非黑色素瘤皮肤癌，是全球最常见的恶性肿瘤，包括基底细胞癌、皮肤鳞状细胞癌（cSCC）和日光性角化病，其中日光性角化病被视为cSCC的原位癌或前体病变。UVB辐射与皮肤癌的发生和发展密切相关[1]。最近的研究表明，UVB诱导的非编码RNA在cSCC中起重要作用。我们团队之前对HaCaT角质形成细胞在UVB照射后的转录组进行了分析，发现了一些促进cSCC进展的非编码RNA，包括miR-365和MALAT1[2],[3],[4],[5],[6]。属于长链非编码RNA（lncRNA）家族的转移相关肺腺癌转录本1（MALAT1）已被证明能够调节与cSCC及其他恶性肿瘤发展相关的下游靶基因和信号通路[7]。

核质转运蛋白作为核定位信号（NLS）的受体，帮助将核蛋白从细胞质运输到细胞核[8]。这些蛋白作为穿梭受体，与细胞质中的核小体蛋白的NLS序列结合，将其转运到细胞核内，然后再返回细胞质[9]。Importin受体由α和β亚基组成[10]。在我们的先前研究中，我们发现MALAT1可以调节Importin 7（IPO7），这是Importin家族的β亚基。IPO7基因位于11号染色体上[11]。已有研究表明，IPO7在食管癌、结直肠癌、胶质瘤和头颈部鳞状细胞癌中的表达水平升高。现有研究指出，IPO7在肿瘤中具有两种主要作用：它受UCA1、miR-22和FOX等分子的调控，影响癌细胞的增殖、迁移和凋亡[12],[13],[14]；同时通过促进NUAK1、HIF1α和GLI1等蛋白进入细胞核来促进肿瘤进展[13],[15],[16]。

基于文献回顾和初步实验结果，我们提出了cSCC中的一个新的调控轴：MALAT1-IPO7-HIF1α。在MALAT1表达升高的cSCC细胞中，IPO7的表达也上调，从而促进HIF1α的核转运和转录活性，进而影响细胞的增殖、迁移、侵袭和能量代谢等过程，最终促进cSCC的进展。

章节片段

细胞培养

HaCaT、A431和HSC-5细胞系由上海宏森生物技术有限公司提供。所有细胞系均在含10% FBS（Gibco）和1%青霉素/链霉素（Invitrogen）的DMEM（Gibco）培养基中培养，并在37°C、5% CO₂的湿润环境中孵育。

动物实验

动物实验获得了南方医科大学动物实验中心委员会的批准（L2019034）。BALB/c裸鼠（雌性，4-6周龄，18-20克）购自广东医学实验动物中心。

RNA-Seq揭示MALAT1调控的cSCC中IPO7的转录组变化

在我们之前的研究中，我们在MALAT1敲低后进行了RNA测序（RNA-Seq），发现MALAT1调控了许多基因的表达[3]。在342个差异显著表达的基因中（P < 0.05），147个基因上调，195个基因下调。对195个下调基因的基因本体学（GO）分析主要集中在与核转运相关的生物学过程上。有16个基因参与了“核转运”GO术语。

讨论

长链非编码RNA（lncRNAs）因在肿瘤中的异常表达及其在肿瘤发生和癌症进展中的调控作用而受到越来越多的关注。lncRNAs可以发挥多种功能：作为介导特定通路间通讯的信号分子；作为诱饵，在目标基因启动子区域固定或阻遏转录因子或蛋白质；作为引导剂，将染色质修饰酶招募到顺式或反式调控位点；以及

CRediT作者贡献声明

林晓： 负责指导。周美娟： 项目管理。张慧敏： 数据可视化。王璐： 方法学研究。米星： 实验研究。李家成： 资源获取。张颖： 文章撰写——修订与编辑、初稿撰写、数据可视化、方法学研究、数据分析、概念构思。冯丽军： 实验研究

伦理声明

所有参与者或其法定代理人已签署书面同意书，同意参与本研究并发表相关文章。参与者的隐私权得到了尊重。

本研究涉及器官或组织捐赠者。我们已获得捐赠者或其亲属或法定代理人对样本用于本研究及文章发表的同意。本研究使用的样本并非来自已故捐赠者。

利益冲突声明

数据可用性声明

声明

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能影响本文研究结果的财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了国家自然科学基金（编号：32100997、82273582、82473564）、中国博士后科学基金会（编号：2020TQ0136、2020M672714）以及广东省基础与应用基础研究基金会（编号：2021A1515011069、2022A1515012593）的资助。

张颖|冯丽军|米星|李家成|张慧敏|王璐|林晓|周美娟