长链非编码RNA HNF1A-AS1调控结直肠癌周期进展

发布时间： 2023-08-22　　点击次数： 101次

背景介绍

恶性肿瘤已成为全球疾病死亡的主要原因。根据国际癌症研究机构的数据，2021年美国约有1,898,160名新诊断出患有癌症的患者。其中结直肠癌是常见的胃肠道肿瘤，其发病率和死亡率在男性和女性中均第三。由于初期症状不太明显，约15%的新诊断出的结直肠癌患者伴有肝转移，大部分人失去了手术的机会。因此，迫切需要寻找能够有效筛查肿瘤、指导治疗和预测预后的新标记物。

长链非编码RNA（lncRNA）是一种长度超过200个核苷酸的RNA，它不能编码蛋白质。lncRNA可以通过染色质修饰、转录调控等方式调节基因表达，还能与microRNAs竞争性结合发挥生物学作用。

南京医科大学附属第二医院肿瘤科王科明团队在cells上发表了文章m6A Modification of Long Non-Coding RNA HNF1A-AS1 Facilitates Cell Cycle Progression in Colorectal Cancer viaIGF2BP2-Mediated CCND1 mRNA Stabilization。本研究发现HNF1A-AS1通过形成HNF1A-AS1/miR-93-5p/AGO2复合体吸附miR-93-5p进而上调CCND1，并通过METTL3诱导的m6A修饰稳定CCND1 mRNA。

为探索影响结直肠癌进展的长链非编码RNA，研究人员筛选了TCGA-CRC数据库中的30名III/IV期肿瘤患者和30名相应正常患者。通过edgeR差异分析，挑选出200个潜在的长链非编码RNA 进行进一步研究。筛选出六个高表达的lncRNA进行深入分析。在TCGA数据库中发现HNF1A-AS1在多种癌症（包括结肠癌和直肠癌）中高度表达，表明其可能是一个致癌基因，并且HNF1A-AS1高表达与总生存期差相关。在52对结直肠癌患者样本中，70%的患者没有阳性转移，大多数患者在早期阶段被诊断，发现肿瘤组织中HNF1A-AS1的表达高于正常组织。HNF1A-AS1在65.4%的结直肠癌组织中上调。分析HNF1A-AS1与临床病理因素之间的关系发现高表达与病理分期（III/IV）、阳性淋巴结转移和远处转移相关。通过Kaplan-Meier分析，发现HNF1A-AS1高表达患者总生存期较短。

图1 HNF1A-AS1在结直肠癌中的表达及其临床特征

通过检测结直肠癌细胞系中HNF1A-AS1的表达，发现其在HT-29、HCT116和LOVO等肠癌细胞系中上调。设计HNF1A-AS1表达载体和三个 shRNA，探索其在结直肠癌中的生物学作用。评估HNF1A-AS1对细胞增殖能力的影响，发现敲低HNF1A-AS1显著抑制细胞活力，而过度表达HNF1A-AS1增加了细胞活力。敲低HNF1A-AS1后，HCT116和LOVO细胞中G0/G1期细胞周期受抑制，并且抑制了两种细胞系的细胞迁移和侵袭能力，而过表达 HNF1A-AS1增强了迁移和侵袭能力。进行成管实验以探索细胞血管生成能力，结果显示敲低HNF1A-AS1减弱了血管生成，而过表达HNF1A-AS1促进了血管生成。随后构建shHNF1A-AS1转染HCT116细胞，建立4周龄BALB/c裸鼠肿瘤模型，来验证HNF1A-AS1在小鼠体内的生物学作用，结果表明 HNF1A-AS1可以促进小鼠体内结直肠癌的进展。

图2 HNF1A-AS1在体外促进CRC细胞增殖

生物信息学分析预测和进一步的实验（荧光素酶报告、RNA Pull-down 和 RIP）证明HNF1A-AS1可以通过抑制PDCD4或竞争性吸附miR-93-5p来促进CCND1表达。同时，METTL3介导HNF1A-AS1 m6A修饰并影响其RNA稳定性。HNF1A-AS1/IGF2BP2/CCND1可能作为复合物来调节CCND1的稳定性。Western blot实验结果表明，敲低HNF1A-AS1基因可抑制PI3K/AKT通路的激活。

图3 m6A/HNF1A-AS1/CCND1轴与PDCD4协同调节PI3K/AKT通路示图

综上所述，该研究揭示了m6A介导的HNF1A-AS1/IGF2BP2/CCND1轴通过竞争性吸附miR-93-5p上调CCND1的表达，进而促进结直肠癌周期进展的新机制，证实了其在细胞周期调节中的重要作用，并提示HNF1A-AS1可能成为未来结直肠癌的潜在预后标志物。

本研究进行了成管试验以探索对细胞血管生成的影响，结果显示敲低 HNF1A-AS后减弱了血管形成的能力，而过表达HNF1A-AS1则能促进了血管形成。使用的基质胶产品是货号为082704的模基基质胶。

图4 通过成管实验检测敲低或过表达HNF1A-AS1基因后细胞血管形成能力的变化

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