摘要：環(huán)狀RNA ( circular RNA，circRNA )對(duì)HCC腫瘤黏附和侵襲的調(diào)控作用，是多種細(xì)胞過(guò)程的重要調(diào)節(jié)因子，并與癌癥進(jìn)展密切相關(guān)。

轉(zhuǎn)移尤其是肝內(nèi)轉(zhuǎn)移是肝細(xì)胞癌( hepatocellular carcinoma，HCC )治療的主要挑戰(zhàn)。細(xì)胞骨架重塑已被確定為介導(dǎo)肝內(nèi)播散的一個(gè)重要過(guò)程。環(huán)狀RNA ( circular RNA，circRNA )對(duì)HCC腫瘤黏附和侵襲的調(diào)控作用，是多種細(xì)胞過(guò)程的重要調(diào)節(jié)因子，并與癌癥進(jìn)展密切相關(guān)。

2023年7月17日，浙江大學(xué)蔡秀軍及史亮共同通訊在PNAS 上在線(xiàn)發(fā)表題為“Cytoskeleton remodeling mediated by circRNA-YBX1 phase separation suppresses the metastasis of liver cancer”的研究論文，該研究發(fā)現(xiàn)了一種核circRNA--circASH2，它在HCC組織中優(yōu)先丟失，并通過(guò)改變腫瘤細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)抑制HCC轉(zhuǎn)移。

肌動(dòng)蛋白的關(guān)鍵結(jié)合蛋白原肌球蛋白4 ( TPM4 )被證明是circASH2的主要靶標(biāo)，并且在轉(zhuǎn)錄后水平被抑制。這種調(diào)控是基于信使RNA ( mRNA ) /前體mRNA的剪接和降解過(guò)程。此外，circASH2增強(qiáng)的核Y - box結(jié)合蛋白1 ( YBX1 )的液-液相分離增強(qiáng)了TPM4轉(zhuǎn)錄本的降解?？傊?，該研究揭示了一種具有腫瘤抑制作用的circRNA，并揭示了HCC進(jìn)展的精細(xì)調(diào)節(jié)機(jī)制。

肝癌是全球癌癥相關(guān)死亡率的第四大原因，而肝細(xì)胞癌( hepatocellular carcinoma，HCC )占原發(fā)性肝癌的大多數(shù)。盡管有全面的治療方案，晚期HCC患者的預(yù)后仍然很差。早期肝內(nèi)轉(zhuǎn)移，尤其是微小轉(zhuǎn)移，是HCC治療和改善預(yù)后的巨大挑戰(zhàn)。對(duì)HCC進(jìn)展機(jī)制的深入了解可能是藥物開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵。

細(xì)胞遷移是腫瘤轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵步驟，尤其是上皮來(lái)源的腫瘤。在此過(guò)程中，細(xì)胞骨架的重組和重塑是不可或缺的。哺乳動(dòng)物細(xì)胞骨架是最復(fù)雜和功能多樣的結(jié)構(gòu)之一，參與運(yùn)動(dòng)、粘附、對(duì)外力的反應(yīng)和細(xì)胞形狀的適應(yīng)等過(guò)程。前期研究表明，與細(xì)胞外基質(zhì)( extracellular matrix，ECM )的黏附與HCC轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。同時(shí)，腫瘤細(xì)胞的粘附已被證明是細(xì)胞骨架形成和下游信號(hào)激活的開(kāi)始。此外，細(xì)胞骨架狀態(tài)能夠影響細(xì)胞與ECM的相互作用。在細(xì)胞骨架蛋白中，原肌球蛋白4 ( TPM4 )是肌動(dòng)蛋白結(jié)合蛋白中的一員，參與非肌細(xì)胞的細(xì)胞骨架，可以為F - actin提供穩(wěn)定性，調(diào)節(jié)其他肌動(dòng)蛋白結(jié)合蛋白。盡管TPM4在多種惡性腫瘤中被報(bào)道為癌蛋白，但其上游機(jī)制仍不清楚。

前體信使RNA (前信使RNA )剪接是真核生物基因表達(dá)的基本過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，可變剪接是形成表達(dá)模式的主要機(jī)制，而剪接調(diào)控因子如核不均一核糖核蛋白( hnRNPs )和富含絲氨酸/精氨酸的剪接因子對(duì)可變剪接起調(diào)控作用。此外，許多共調(diào)節(jié)因子也參與了這一過(guò)程。Y盒結(jié)合蛋白1 ( YBX1 )是已知的RNA結(jié)合蛋白( RBP )，可與hnRNPs形成功能復(fù)合物，調(diào)控pre - mRNA剪接和mRNA降解。YBX1是一種高度無(wú)序的蛋白，中間具有固定的結(jié)構(gòu)，適合與RNA相互作用。有趣的是，固有無(wú)序被確定為蛋白質(zhì)液-液相分離( LLPS )的關(guān)鍵特征。

“這是一個(gè)驚人的證明，一劑CRISPR-Cas13可能意味著生與死的區(qū)別。我們正在以這項(xiàng)研究為基礎(chǔ)，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)改變生活的核酸療法。A*STAR地理信息系統(tǒng)副主任兼首席科學(xué)家周偉梁博士說(shuō)。

 圖2 微陣列分析發(fā)現(xiàn)circASH2在HCC中具有轉(zhuǎn)移抑制作用，并受DHX9調(diào)節(jié)（圖源自PNAS ）

活躍的LLPS介導(dǎo)無(wú)膜區(qū)室的形成，從而時(shí)空調(diào)控許多關(guān)鍵的細(xì)胞過(guò)程，包括pre - mRNA剪接。LLPS通常由弱的、動(dòng)態(tài)的多價(jià)相互作用驅(qū)動(dòng)，與固有無(wú)序區(qū)域( IDR )和腳手架核酸分子相關(guān)。同時(shí)，非編碼RNA ( noncoding RNAs，ncRNAs )，如NEAT1和SNHG9，可以與RBPs結(jié)合，以濃度或結(jié)構(gòu)依賴(lài)的方式誘導(dǎo)LLPS。最近的一項(xiàng)研究也表明，環(huán)狀RNA ( circRNA ) VAMP3驅(qū)動(dòng)CAPRIN1的LLPS并促進(jìn)細(xì)胞質(zhì)中應(yīng)激顆粒的形成。ncRNAs如何影響LLPS引起了研究者的廣泛關(guān)注。但要繪制全貌還需要鑒定更多的功能性RNA。

circRNAs是一種廣泛存在且具有功能的RNA種類(lèi)。根據(jù)其定位和與其他分子的相互作用，circRNAs可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄和剪接，調(diào)節(jié)mRNA的穩(wěn)定性和翻譯，影響蛋白質(zhì)的功能和代謝，甚至在不同的生物學(xué)和病理生理?xiàng)l件下直接作為翻譯模板。在腫瘤研究中，越來(lái)越多的證據(jù)表明circRNA在腫瘤的發(fā)生和發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。然而，circRNA在臨床上的應(yīng)用還有待進(jìn)一步研究。

該研究對(duì)人類(lèi)HCC樣本中的circRNomics進(jìn)行了深入分析，并確定了環(huán)狀RNA ASH2 ( circRNA )是一種具有轉(zhuǎn)移抑制作用的circRNA。circASH2破壞腫瘤細(xì)胞骨架，減弱細(xì)胞粘附。臨床上，circASH2表達(dá)下調(diào)提示HCC患者預(yù)后更差。機(jī)制上，circ ASH2誘導(dǎo)YBX1的LLPS，進(jìn)而調(diào)控hnRNPs / YBX1復(fù)合物。通過(guò)這種方式靶向TPM4轉(zhuǎn)錄本并特異性促進(jìn)其降解?？傊撗芯孔C實(shí)了TPM4相關(guān)的細(xì)胞骨架/腫瘤粘附通路抑制了HCC的進(jìn)展。

[1] Cytoskeleton remodeling mediated by circRNA-YBX1 phase separation suppresses the metastasis of liver cancer.