长链非编码RNA LIMD1-AS1通过SMAD3/p300复合物支架作用促进TGF-β诱导的乳腺癌细胞可塑性

本研究揭示了TGF-β诱导的长链非编码RNA LIMD1-AS1通过促进SMAD3与转录共激活因子p300的相互作用，增强TGF-β/SMAD信号通路，进而促进乳腺癌细胞上皮-间质转化(EMT)、迁移和血管外渗的分子机制。研究人员采用CRISPRi筛选、RNA免疫共沉淀等技术，发现LIMD1-AS1高表达与乳腺癌不良预后相关，为靶向TGF-β信号通路治疗乳腺癌提供了新思路。

　　

在癌症研究领域，上皮-间质转化(EMT)过程一直备受关注。这一过程使上皮癌细胞获得迁移和侵袭能力，是肿瘤转移的关键步骤。转化生长因子β(TGF-β)信号通路在EMT中扮演着核心角色，但其调控机制仍有待深入阐明。长链非编码RNA(lncRNA)作为重要的调控分子，在信号转导中发挥着关键作用，然而其在TGF-β信号通路中的具体功能尚不完全清楚。

研究人员采用的主要技术方法包括：CRISPR干扰(CRISPRi)筛选技术鉴定关键lncRNA；RNA免疫共沉淀(RIP)分析RNA-蛋白相互作用；染色质免疫沉淀(ChIP)检测转录因子结合；荧光原位杂交(FISH)确定RNA亚细胞定位；斑马鱼胚胎异种移植模型评估癌细胞转移能力；以及多种报告基因系统分析信号通路活性。

研究结果部分：

"一个CRISPRi功能筛选鉴定LIMD1-AS1为TGF-β信号增强剂"

通过CRISPRi筛选107个TGF-β诱导的lncRNA，研究人员发现LIMD1-AS1能显著增强TGF-β诱导的转录反应。实验证实LIMD1-AS1受TGF-β诱导表达，主要定位于细胞核内。

"LIMD1-AS1促进TGF-β/SMAD信号传导"

CRISPRa激活和Cas13d敲低实验证明LIMD1-AS1能特异性增强TGF-β/SMAD信号通路活性，但不影响SMAD2/3磷酸化水平。临床数据分析显示LIMD1-AS1高表达与乳腺癌患者不良预后相关。

"LIMD1-AS1增强TGF-β诱导的EMT、迁移和血管外渗"

功能实验表明LIMD1-AS1促进TGF-β诱导的EMT标志物表达变化、F-肌动蛋白应力纤维形成、癌细胞迁移和斑马鱼模型中血管外渗。

"LIMD1-AS1结合并促进SMAD3转录活性"

RIP实验证实LIMD1-AS1特异性结合SMAD3的MH2结构域。报告基因系统显示LIMD1-AS1能增强SMAD3转录活性而不影响其DNA结合能力。

"LIMD1-AS1结合p300并促进p300-SMAD3复合物形成"

研究发现LIMD1-AS1能与p300的干扰素结合域(IBiD)相互作用，形成SMAD3/p300/LIMD1-AS1三元复合物，促进SMAD3转录活性。

"p300抑制抑制LIMD1-AS1介导的SMAD3转录活性增强"

p300乙酰转移酶抑制剂A-485能阻断LIMD1-AS1对TGF-β信号通路的增强作用，证实p300在LIMD1-AS1功能中的关键地位。

研究结论与讨论：

这项研究首次揭示了lncRNA LIMD1-AS1在TGF-β信号通路中的重要作用。LIMD1-AS1作为分子支架，通过同时结合SMAD3和p300，促进两者相互作用，从而增强SMAD3转录活性和TGF-β信号传导。这一发现不仅阐明了TGF-β信号通路调控的新机制，也为理解lncRNA如何调控关键信号通路提供了范例。

从临床角度看，LIMD1-AS1在乳腺癌组织中高表达且与不良预后相关，使其成为潜在的诊断标志物和治疗靶点。研究还表明，靶向LIMD1-AS1/p300/SMAD3轴可能成为抑制TGF-β诱导的EMT和癌症转移的新策略。特别是p300抑制剂A-485能有效阻断LIMD1-AS1的功能效应，为开发新型抗癌药物提供了理论依据。

该研究的创新性在于发现了一个TGF-β信号通路的正反馈调节环：TGF-β诱导LIMD1-AS1表达，而LIMD1-AS1又通过增强SMAD3转录活性来放大TGF-β信号。这种调控机制可能广泛存在于其他信号通路中，为理解细胞信号转导的精细调控提供了新视角。论文发表在《Nucleic Acids Research》杂志，凸显了其在核酸研究领域的重要价值。