Nature子刊:AR受体通过上调ADAR1抑制circRNA表达,促进肝细胞癌

来源: 上海康成生物工程有限公司   2018-5-18   访问量:1702评论(0)

      浙江大学医学院附属邵逸夫医院蔡秀军教授在腹部外科、肝胆胰外科、微创外科、移植外科等研究方面有丰富的经验,近期其团队利用Arraystar circRNA芯片研究了肝细胞癌(HCC)中雄激素受体(AR)对circRNA表达的影响。研究发现AR可以结合到RNA编辑酶ADAR1的启动子区上调ADAR1 p110的转录,从而抑制circRNA的表达。同时研究发现ADAR1高表达的HCC患者预后不良并且与AR表达正相关。此外,circARSP91是受AR-ADAR1调控并且下调的circRNA,可以在体外和体内抑制HCC肿瘤的生长。该研究成果2017年成功发表在国际知名学术期刊Cell Death and Disease(IF:5.965)上。(芯片实验由康成生物提供技术服务)

研究背景

      肝细胞癌(HCC)是由于复杂的遗传和表观遗传改变而导致的异质性恶性肿瘤,是全球癌症相关死亡的第二大原因。HCC的特点是具有明显的性别差异,但其机制尚不明确。雄激素受体(AR)在HCC发生和发展过程中性别差异的作用已有文献报道。另外,环状RNA(circRNA)是一类新的非编码RNA分子,通过多种机制发挥生物学功能以及影响癌症等疾病的发生发展。作用于RNA的腺苷脱氨酶ADAR1可以通过中断RNA编辑促进HCC的发生发展,同时有报道ADAR1是circRNA形成的关键调控分子。然而,由RNA编辑酶调控的circRNA在HCC中的潜在功能和分子机制至今仍然知之甚少。

      本研究的目的就是通过circRNA芯片研究HCC中AR通过RNA编辑酶ADAR1抑制circRNA的表达,从而影响HCC,并通过一系列功能机制实验研究该调控的作用机制。

研究思路

      为了研究HCC中AR对circRNA表达的影响,首先作者通过qRT-PCR检测了一些已经报道的宿主基因不受AR调控的circRNA,发现AR过表达或者敲除后circRNA表达发生下调或者上调。然后作者通过Arraystar circRNA芯片对AR高表达的HCC细胞系和AR敲除后的HCC细胞系中的circRNA表达谱进行了研究,筛选发现AR敲除后上调的有331个,远高于下调的177个,同时上调的差异倍数也大于下调的差异倍数。这些结果表明AR可以抑制HCC中circRNA的表达。

      接下来作者通过qRT-PCR以及WB实验发现,AR可以上调RNA编辑酶ADAR1 p110 mRNA和蛋白的表达,同时ADAR1敲除后可以恢复被AR抑制的circRNA的表达。随后通过分析TCGA数据库中的数据以及WB和免疫组化分析发现ADAR1在HCC中表达上调并与AR正相关,另外,qRT-PCR发现HCC患者中circRNA表达下调。这些结果表明AR可以通过上调ADAR1 p110抑制HCC中circRNA的表达。同时KM曲线分析表明ADAR1高表达预示预后不良并且较易复发和进展。接下来,作者通过生信分析、ChIP及荧光素酶报告实验证实AR能够结合在ADAR1 p110启动子区进而激活其转录。

      最后作者对AR敲除后表达升高5倍以上并且来自于同一个基因PABPC1的5个circRNA进行验证,结果发现来源于9号外显子的circARSP91能抗RNase R消化,随后研究发现AR通过ADAR抑制其表达。集落形成实验、MTT及裸鼠成瘤实验结果表明circARSP91能够抑制肿瘤生长。

技术路线

结果展示


图一、A:Arraystar circRNA芯片筛选的聚类图;B:Arraystar circRNA芯片筛选的散点图;C:qRT-PCR表明AR抑制circRNAs的表达。


图二、A :ChIP表明AR可以结合到ADAR1启动子区;B:荧光素酶实验表明AR可以促进ADAR1在HCC中高表达;C:qRTPCR表明ADAR1敲除可以恢复被AR抑制的circRNA表达。

图三、A:circARSP91来源于PABC1第9号外显子,对RnaseR有抗性;B:qRTPCR及WB表明circARSP91可以被AR-ADAR1抑制;C:裸鼠成瘤实验表明circARSP91可以抑制HCC肿瘤发展;D:AR通过结合到启动子区上调ADAR1表达抑制circRNA的表达影响HCC的发生发展的模式图。

研究意义

      本研究结果表明了HCC中circRNA表达模式的一个新特征,即AR可以通过结合到ADAR1 的启动子区上调ADAR1 p110的表达,从而抑制circRNA表达,影响HCC的发生发展。circRNA的这种表达模式有助于从新的角度解释HCC明显的性别差异。同时我们发现了一种新的环状RNA circARSP91,可以在体外和体内有效抑制HCC肿瘤形成,有助于更好地了解circRNA在HCC发生和发展过程中的作用,这也为通过circRNA寻找HCC的新型治疗奠定了基础。

原文出处

Circular RNA expression is suppressed by androgen receptor (AR)-regulated adenosine deaminase that acts on RNA (ADAR1) in human hepatocellular carcinoma. Cell Death and Disease. 2017.



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