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为探究肝癌(HCC)新治疗靶点和耐药机制,中南大学湘雅医院等研究人员开展了关于反义 circRNA(CSF3R-AS)的研究。结果发现 CSF3R-AS 可促进 HCC 进展和索拉非尼耐药,阻断相关正反馈回路有望提供新治疗靶点。
** 在当今医学领域,恶性肿瘤严重威胁着人类的生命健康,其中肝癌的死亡率位居第二。肝细胞癌(Hepatocellular Carcinoma,HCC)是肝癌中最常见的类型,占比超过 90%。尽管目前针对 HCC 的治疗手段多样,包括手术、化疗、放疗、介入治疗、免疫治疗、靶向治疗以及中西医结合治疗等,在一定程度上改善了患者的预后,但由于多数患者确诊时已处于疾病晚期,且耐药问题普遍存在,HCC 患者的五年总生存率仅为 18%。因此,探索 HCC 新的治疗靶点和耐药机制迫在眉睫。
为了攻克这一难题,中南大学湘雅医院等机构的研究人员开展了一项关于反义 circRNA(antisense circular RNA)在 HCC 中作用的研究。研究发现,一种名为 CSF3R-AS 的反义 circRNA 在 HCC 中显著上调,且与患者的不良预后相关。CSF3R-AS 通过与它的亲本 mRNA CSF3R 结合,并招募 RBMS3 蛋白来稳定 CSF3R,进而激活 JAK2/STAT3 信号通路,促进 HCC 的增殖、侵袭、血管生成,并抑制细胞凋亡。更为重要的是,研究人员还发现存在一个 CSF3R-AS/CSF3R/JAK2/STAT3 正反馈回路,这个回路不仅促进了 HCC 的进展,还在 HCC 对索拉非尼(sorafenib)耐药过程中发挥关键作用。阻断该正反馈回路有望提高 HCC 对索拉非尼的敏感性,为 HCC 的治疗提供新的研究方向和治疗靶点。该研究成果发表在《Cell Death and Disease》杂志上。
研究人员在开展此项研究时,运用了多种关键技术方法。首先,通过收集 52 例 HCC 患者的肿瘤及癌旁组织样本,为研究提供了临床样本基础。接着,采用下一代测序技术筛选出差异表达的 circRNA;利用定量逆转录聚合酶链反应(qRT-PCR)检测相关 RNA 的表达水平;运用蛋白质免疫印迹法(Western blot)分析蛋白表达情况;借助免疫组织化学(IHC)技术观察蛋白在组织中的定位和表达;还通过构建细胞模型和动物模型,开展体内外功能实验 。
下面详细介绍研究结果:
- CSF3R-AS 在 HCC 中上调且与不良预后相关:研究人员对 3 例 HCC 肿瘤组织和配对的癌旁组织进行 circRNA 测序,发现有 339 种差异表达的 circRNA,其中 16 种为反义 circRNA。进一步分析发现,只有 hsa_circ_0000055(即 CSF3R-AS)在 HCC 中显著上调。通过多种实验验证了 CSF3R-AS 的环状结构及其主要定位于细胞质。临床病理分析表明,CSF3R-AS 高表达的 HCC 患者总生存期(OS)更差,且其表达与肿瘤大小、血管侵犯和 TNM 分期相关,多因素分析显示其可作为 HCC 患者预后的独立危险因素。
- CSF3R-AS 促进 HCC 进展:研究人员检测了 CSF3R-AS 在多种细胞系中的表达,并在 Huh6 和 HCCLM3 细胞中敲低 CSF3R-AS,在 Huh7 和 Hep3B 细胞中过表达 CSF3R-AS。体外实验结果显示,敲低 CSF3R-AS 抑制细胞增殖、侵袭和血管生成,促进细胞凋亡;过表达则产生相反的效果。体内实验通过建立异种移植小鼠模型和肺转移模型,证实 CSF3R-AS 可促进 HCC 的生长和转移。
- CSF3R-AS 通过招募 RBMS3 蛋白增加 CSF3R mRNA 的稳定性:研究发现 CSF3R-AS 与 CSF3R mRNA 存在 180 个反向互补配对碱基对。通过一系列实验,包括 qRT-PCR、RNA 稳定性实验、RNA pull-down 实验和荧光原位杂交(FISH)等,证实 CSF3R-AS 可与 CSF3R mRNA 结合,招募 RBMS3 蛋白,进而稳定 CSF3R 的表达。
- CSF3R-AS 缺失突变不能调节 CSF3R mRNA 的表达和 HCC 进展:构建缺失 180bp 的 CSF3R-AS 突变质粒(CSF3R-ASM)后发现,其不能影响 CSF3R mRNA 的表达,也不影响 CSF3R mRNA 与 RBMS3 的结合,对 HCC 细胞的增殖、侵袭和凋亡无影响。
- CSF3R-AS 通过 CSF3R-AS/CSF3R/JAK2/STAT3 正反馈回路促进 HCC 进展:研究发现粒细胞集落刺激因子(G-CSF)可激活 JAK2/STAT3 信号通路,促进 HCC 细胞增殖、侵袭,抑制凋亡。CSF3R-AS 可通过 CSF3R 激活 JAK2/STAT3 通路,调节下游靶基因的表达。同时,STAT3 可作为 CSF3R-AS 的转录因子,促进其表达,从而形成正反馈回路,促进 HCC 进展。
- CSF3R-AS/CSF3R/JAK2/STAT3 正反馈回路促进 HCC 的索拉非尼耐药:研究人员建立了索拉非尼耐药的 HCC 细胞系(HCCLM3-SR 和 HepG2-SR),发现耐药细胞中 CSF3R-AS、CSF3R 以及 JAK2/STAT3 信号通路均显著激活。阻断该正反馈回路,无论是在体外细胞实验还是体内动物模型实验中,都能显著抑制耐药细胞的增殖,提高 HCC 对索拉非尼的敏感性。
综上所述,该研究首次鉴定出反义 circRNA CSF3R-AS 在 HCC 中的重要作用,揭示了其促进 HCC 进展和索拉非尼耐药的分子机制,为 HCC 的治疗提供了新的潜在靶点。然而,研究也存在一定的局限性,如 HCC 患者样本量相对较小,且未检测血清样本中 CSF3R-AS 的表达,在一定程度上限制了其临床应用。未来需要进一步扩大样本量,深入研究 CSF3R-AS 在血清中的表达情况,以推动该研究成果向临床应用转化,为 HCC 患者带来新的希望。**