circRNF13—— 调控口腔癌进展的关键 “开关”,有望开启治疗新征程

【字体: 时间:2025年02月15日 来源:Molecular Cancer 27.7

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  为解决口腔癌病因不明、缺乏有效生物标志物的问题,湖南癌症医院的研究人员开展 circRNF13 在口腔癌中作用的研究,发现 circRNF13 促癌且与肿瘤进展相关。该研究为口腔癌诊疗提供新思路,值得科研读者一读。

  
在头颈部的众多恶性肿瘤中,口腔癌的身影十分 “突出”。它是常见的 “健康杀手”,目前的治疗手段包括手术、放疗、化疗和靶向药物治疗等。可让人头疼的是,这些方法的效果并不理想,口腔癌的复发和转移率居高不下,患者的五年生存率还不到 50%。尽管科研人员们一直在努力探索,但口腔癌的病因依旧迷雾重重,在提升患者生存率方面也迟迟没有重大突破。所以,深入研究口腔癌背后的分子机制,寻找新的有效生物标志物,就成了医学领域的当务之急,这对于改善口腔癌的诊断和治疗,提高患者的生存质量和生存率有着至关重要的意义。

在这个充满挑战的研究领域,湖南癌症医院的研究人员勇敢地踏上了探索之路。他们的研究成果发表在了《Molecular Cancer》期刊上,论文名为 “circRNF13 promotes oral cancer progression by enhancing IGF2BP1-mediated stabilization of ITGB1 mRNA” 。经过一系列深入研究,他们发现了一种名为 circRNF13(circbaseID: has_circ_0006801)的环状 RNA(circRNA,是一类非编码 RNA,具有特殊的单链环状结构,没有 5’帽和 3’ poly (A) 尾 ),它在口腔癌细胞和组织中表达量明显升高,还和口腔癌的分级、分期密切相关。不仅如此,circRNF13 能够促进癌细胞的增殖和肿瘤生长,降低肿瘤对顺铂的敏感性。这一发现意义重大,为口腔癌的研究开辟了新方向,circRNF13 有望成为治疗口腔癌的新靶点。

为了开展这项研究,研究人员用到了几个关键技术方法。首先是生物信息学分析,通过分析从数据库获取的 circRNAs 表达谱数据集,找出在口腔癌中差异表达的 circRNAs。接着用实验验证,像 RNase R 消化实验判断 circRNA 的稳定性,RNA 免疫沉淀(RIP)实验确定蛋白与 RNA 的相互作用,甲基化 RNA 免疫沉淀(MeRIP)实验检测 RNA 的 m6A 修饰水平等,从多方面深入探究 circRNF13 在口腔癌中的作用机制。

下面我们来详细看看研究结果。

  1. CircRNF13 在口腔癌中显著高表达且与患者预后相关:研究人员从 Gene Expression Omnibus(GEO)数据库获取数据进行分析,发现了 9 个差异表达的 circRNAs,其中 hsa_circ_0006801(也就是后来命名的 circRNF13)对 RNA 消化的抵抗能力很强,成功引起了研究人员的注意。Sanger 测序证实了它的结构,它是由 RNF13 基因的 5 - 8 号外显子反向剪接形成的,有 379 个核苷酸。实验还发现,circRNF13 主要存在于细胞质中,而且在口腔癌细胞系和组织中的表达量都比正常口腔黏膜细胞和组织高得多。进一步分析发现,它的表达量和口腔癌患者的 T 分期、N 分期以及临床分期呈正相关,这就表明 circRNF13 在口腔癌的发展进程中扮演着重要角色。
  2. CircRNF13 促进口腔癌细胞增殖和迁移:为了探究 circRNF13 的具体功能,研究人员构建了 circRNF13 敲低的口腔癌细胞系 Cal - 27 和 Scc - 9。一系列实验结果令人惊讶,CCK8 和 EdU 实验显示,敲低 circRNF13 后,癌细胞的增殖能力明显受到抑制;集落形成实验表明癌细胞的克隆形成能力也大幅下降;Transwell 实验则发现癌细胞的迁移能力变弱了。在裸鼠体内实验中,敲低 circRNF13 的癌细胞形成的肿瘤生长缓慢,肿瘤组织中 Ki67 的表达降低,TUNEL 阳性细胞比例增加,这意味着癌细胞的增殖受到抑制,凋亡增多。这些都说明 circRNF13 对口腔癌细胞的增殖和迁移有着重要的促进作用。
  3. CircRNF13 与 IGF2BP1 结合,防止其通过泛素化降解:研究人员利用 RBPsuite 预测与 circRNF13 结合的蛋白,发现 IGF2BP1 是潜在的相互作用蛋白。随后通过 RNA pull - down 和 RIP 实验进行验证,结果证实了两者确实能结合,而且它们在口腔癌细胞的细胞质中共定位。进一步研究发现,敲低 circRNF13 虽然对 IGF2BP1 的 mRNA 水平影响不大,但会使 IGF2BP1 的蛋白水平显著下降,说明 circRNF13 能增强 IGF2BP1 的蛋白稳定性。蛋白半衰期实验和相关抑制剂实验表明,circRNF13 能通过抑制 IGF2BP1 的泛素化降解来稳定它。此外,研究还发现 IGF2BP1 在口腔癌组织中高表达,并且和 circRNF13 的表达呈正相关,它也能促进癌细胞的增殖和迁移。
  4. CircRNF13 促进 IGF2BP1 相分离:近年来,生物分子的液 - 液相分离(LLPS)成为研究热点。研究发现,IGF2BP1 具备发生相分离的结构基础,通过生物信息学分析找到了它氨基酸序列中的一个重要的内在无序区域(IDR)。实验也证实了 IGF2BP1 能发生相分离,形成具有动态特性的液滴。研究人员猜测 circRNF13 可能会影响 IGF2BP1 的相分离,结果发现敲低 circRNF13 后,IGF2BP1 的相分离液滴被破坏,荧光恢复也明显减弱,这表明 circRNF13 在促进 IGF2BP1 相分离过程中发挥着重要作用。
  5. CircRNF13 通过调节 IGF2BP1 增强 ITGB1 mRNA 稳定性:研究人员通过生物信息学分析找到 IGF2BP1 的关键靶标 ITGB1,发现 ITGB1 mRNA 上有多个潜在的 m6A 修饰位点。RT - qPCR 和 RIP 实验表明,ITGB1 mRNA 存在 m6A 修饰,并且能和 IGF2BP1 相互作用。敲低 circRNF13 后,ITGB1 的 mRNA 和蛋白水平都下降,mRNA 稳定性降低,IGF2BP1 与 ITGB1 mRNA 的结合也减少;而 IGF2BP1 过表达则能恢复 ITGB1 的表达和 mRNA 稳定性。此外,破坏 IGF2BP1 的相分离会减弱它与 ITGB1 mRNA 的相互作用,降低 ITGB1 mRNA 水平。这些都说明 circRNF13 能通过促进 IGF2BP1 相分离,以 m6A 依赖的方式稳定 ITGB1 mRNA。而且,ITGB1 在口腔癌组织中高表达,它和 circRNF13、IGF2BP1 的表达都呈正相关,高表达的 IGF2BP1 和 ITGB1 与头颈部鳞状细胞癌患者较短的总生存期有关。
  6. CircRNF13 通过 ITGB1 促进口腔癌恶性进展:为了验证 circRNF13/IGF2BP1 是否通过调节 ITGB1 影响口腔癌进展,研究人员在 circRNF13 敲低的细胞中过表达 ITGB1。结果显示,ITGB1 过表达能部分抵消 circRNF13 敲低对癌细胞增殖、克隆形成和迁移的抑制作用。在体内实验中,ITGB1 过表达也能部分逆转 circRNF13 敲低对肿瘤生长的抑制。另外,研究还发现 circRNF13 通过 ITGB1 影响口腔癌细胞对顺铂的敏感性,敲低 circRNF13 能提高癌细胞对顺铂的敏感性,而过表达 ITGB1 则会削弱这种敏感性。

综合研究结果和讨论部分来看,这项研究意义非凡。口腔癌发病率逐渐上升,严重威胁着公众健康,寻找有效的生物标志物迫在眉睫。circRNF13 的发现,为口腔癌的研究带来了新曙光。它在口腔癌的发生、发展过程中起到了关键作用,不仅促进肿瘤生长、迁移,还影响肿瘤对化疗药物的敏感性。研究揭示了 circRNF13 促进口腔癌进展的分子机制,它通过与 IGF2BP1 结合,促进其相分离,进而稳定 ITGB1 mRNA,推动口腔癌的恶化。这一发现丰富了人们对 circRNA 在肿瘤生物学中作用的认识,为口腔癌的诊断和治疗提供了新的潜在靶点和方向,有望在未来为口腔癌患者带来更好的治疗方案,提高他们的生存希望。

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