山東大學聯合廈門大學發(fā)文揭秘肝癌治療新靶點
近日,山東大學研究人員聯合廈門大學研究人員在期刊《Cell Death Discovery》上發(fā)表了題為“Characterization of circSEC11A as a novel regulator of Iodine-125 radioactive seed-induced anticancer effects in hepatocellular carcinoma via targeting ZHX2/GADD34 axis”的論文。該研究報道了hsa_circ_0000647(circSEC11A)在I-125處理后的肝癌細胞系和組織中高表達,并且是I-125誘導的抗癌作用的關鍵調節(jié)因子。circSEC11A作為競爭性內源性RNA(ceRNA)海綿miR-3529-3p,促進鋅指和同源盒2(ZHX2)的表達,增強I-125誘導的抗癌作用。隨后研究人員進行了雙熒光素酶報告基因實驗、RNA下拉、RNA免疫沉淀和熒光原位雜交來驗證分子之間的相互作用。然后使用CCK-8、流式細胞術、TUNEL、EdU、transwell和傷口愈合實驗檢測抗癌作用。此外,該研究還報道了ZHX2在轉錄上抑制內質網應激(ERS)的負調控因子GADD34,增強I-125在體內和體外誘導的抗癌作用??傊?,研究人員通過miR-3529-3p/ZHX2/GADD34軸介導的ERS確定了circSEC11A作為一種新的i -125誘導的肝癌抗癌作用的調節(jié)因子。因此,circSEC11A可能成為I-125植入的潛在治療靶點。
研究背景
肝細胞癌(HCC)是中國癌癥相關死亡的第二大原因,每年大約有40萬人死于肝癌。在中國,大約55%的HCC患者在診斷時處于臨床III期或IV期,只有不到30%的患者可以進行手術切除。在這種情況下,介入治療,包括經導管動脈化療栓塞(TACE)、經皮消融、碘-125 (I-125)放射性粒子植入,在HCC的綜合治療中發(fā)揮重要作用。與傳統(tǒng)外照射治療不同,放射性粒子植入是一種低劑量率持續(xù)組織間照射治療,適形性高,療效持續(xù)。臨床研究表明,I-125粒子植入可使HCC患者TACE術后兩年生存率從41%提高到59%。然而,由于不同患者HCC組織對I-125的放射敏感性存在差異,放療不敏感HCC患者的治療效果并不理想。因此,在臨床實踐中調控I-125對HCC誘導抗癌作用的分子機制必須明確。
環(huán)狀RNA (circRNA)于20世紀70年代首次被發(fā)現,由于當時的技術,它被認為是前體RNA剪切錯誤的副產物,沒有功能潛力。然而,circrna已被證明參與各種癌癥的發(fā)展,包括HCC、乳腺癌、肺癌和胰腺癌。CircRNAs可以通過多種分子機制發(fā)揮作用,其中miRNA海綿。雖然有研究揭示了circRNAs在調節(jié)HCC細胞凋亡和增殖中的作用,但很少有研究探討circRNAs在i -125誘導的HCC抗癌作用中的功能。
研究過程及發(fā)現
闡明I-125治療肝癌的分子作用機制已成為臨床研究的重點,是臨床實踐中亟待解決的問題。之前的研究揭示了eif2 α誘導的內質網應激通路在調節(jié)i -125誘導的抗肝癌作用中的作用。然而,這一通路的上游調控機制仍不清楚。基于之前的研究以及circRNAs和ZHX2在調節(jié)放射敏感性中的潛在作用,研究人員進行了RNA-seq來鑒定I-125治療后差異表達的circRNAs和mrna。此外,研究人員還通過ChIP-seq鑒定了ZHX2的潛在靶點,這也與內質網應激途徑有關。研究人員發(fā)現了circSEC11A/miR-3529-3p/ZHX2/GADD34軸在調節(jié)i -125誘導的肝癌抗癌中的重要作用。
研究人員發(fā)現低劑量輻射誘導的circMETRN在膠質母細胞瘤中發(fā)揮致癌作用,并作為miR-4709-3p的海綿調節(jié)放射敏感性。此外,基于臨床樣本的研究表明,circ_0071662不僅在HCC中表達下調并具有作為診斷生物標志物的功能,而且與放療抵抗密切相關。然而,circrna在調控i -125誘導的抗癌作用中的作用尚未闡明。在本研究中,i -125處理的肝癌細胞的RNA-seq分析顯示circSEC11A顯著上調。細胞功能實驗表明,敲低circSEC11A減弱了i -125在體內外對HCC的抗癌作用。此外,由于circSEC11A定位于細胞質,ceRNA網絡被認為是circSEC11A的主要分子機制。實驗證明miR-3529-3p逆轉了circSEC11A在i -125誘導的抗癌作用中的功能。
研究表明,ZHX2可負調控AFP、GPC3和H19。在肝癌組織中,由于ZHX2啟動子甲基化,ZHX2的表達顯著降低,這與腫瘤分化程度呈正相關。研究表明,在肝癌組織中,ZHX2與MDR1的表達呈負相關,且ZHX2可以在轉錄水平抑制MDR1的表達,促進肝癌對化療藥物的敏感性。在本研究中,研究人員利用RNA-seq鑒定了I-125處理后ZHX2的差異表達水平,證實了I-125在體內和體外誘導了ZHX2的上調。此外,細胞和動物功能實驗表明,ZHX2增強了i -125誘導的肝癌的抗癌作用。
在本研究中,研究人員通過RNA-和ChIP-seq對NT-RNAi和ZHX2- rnai SMMC7721細胞進行檢測,發(fā)現GADD34可以使eIF2α去磷酸化并負調控eIF2α誘導的內質網應激通路,是ZHX2的潛在轉錄靶點。
本研究中,研究人員首先揭示了circSEC11A和ZHX2在i -125誘導的肝癌抗癌作用中的作用。進一步,基于circSEC11A在細胞質中的定位,研究人員預測miR-3529-3p是circSEC11A的海綿靶點,調控ZHX2。此外,研究人員通過檢測包括凋亡、增殖和轉移在內的抗癌表型,以確認circSEC11A/miR-3529-3p/ZHX2軸之間的相互作用?;赗NA-和ChIP-seq的富集分析結果,與內質網應激相關的通路在GO和KEGG分析中普遍存在,研究人員進一步探討ZHX2的分子調控機制??傊?,本研究證明了circSEC11A/miR-3529-3p/ZHX2/GADD34軸在i -125誘導的肝癌抗癌中的作用。
ZHX2通過調節(jié)GADD34促進i -125誘導的肝癌的抗癌作用
研究意義
綜上,研究人員證實circSEC11A和ZHX2不僅在i -125處理的HCC細胞中表達上調,而且還增強了i -125誘導的肝癌抗癌作用。本研究結果闡明了I-125在HCC中誘導的抗癌作用機制,為I-125治療HCC的更廣泛臨床應用奠定了基礎。
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