厦门大学刘文/叶峰团队揭示促进乳腺癌进展的新机制

近日，厦门大学细胞应激生物学国家重点实验室刘文课题组与厦门大学附属第一医院叶峰课题组联合在【The EMBO Journal】杂志上发表了一篇题为“CircPVT1 promotes ER-positive breast tumorigenesis and drug resistance by targeting ESR1 and MAVS”的文章，该研究揭示了环状RNA CircPVT1在ERα阳性的乳腺癌细胞中高度表达，并且在基因转录激活和抑制中的双重功能共同促进了ERα阳性的乳腺癌的发生。

研究背景

乳腺癌雌激素受体（ER）阳性亚型约占所有乳腺癌亚型的70%，其重要的起始因素之一是雌激素的紊乱导致大量雌激素/ER靶基因的异常表达，这与细胞周期调节、细胞增殖和细胞代谢等有关。ER包括ERα和ERβ，阻断ER自身和ER通路上游或下游的治疗被称为内分泌治疗，这是ER阳性乳腺癌重要和独特的治疗方法。迄今为止，已经开发出了几种内分泌治疗方法。然而，由于原发性耐药，一些ER阳性乳腺癌患者无法从内分泌治疗中获益。

环状RNA（circRNAs）在多种组织中高度丰富、存在并动态表达。CircRNAs在许多疾病中表现出不同的表达模式，例如癌症。近年来，越来越多的circRNAs被证明与许多生物过程和疾病高度相关。而且，一些circRNAs在ERα阳性乳腺癌细胞中高度表达。然而，这些高表达的circRNAs是否以及如何在ERα阳性乳腺癌中发挥作用尚不清楚。在这里，研究人员报告了其中一个circRNAs，即circPVT1，在ERα阳性乳腺癌细胞系和临床乳腺肿瘤样本中高度表达，这增强了ESR1系列mRNA稳定性通过海绵miR-181a-2-3p增强雌激素/ERα靶基因的激活和细胞生长。同时，circPVT1直接与MAVS相互作用，抑制RIGI和MAVS复合物的形成，抑制I型干扰素和ISG的激活以及抗肿瘤免疫。正如预期的那样，靶向circPVT1抑制ERα阳性乳腺癌细胞的生长和肿瘤发生，并克服内分泌治疗抵制。

研究过程

该研究首先对ERα阳性乳腺癌细胞系MCF7进行了circRNA测序。并进行细胞增殖实验确定对乳腺癌细胞生长起关键作用的环状RNA。结果发现CircPVT1在乳腺癌细胞中高表达。为了进一步测试circPVT1对体内肿瘤生长的影响，使用MCF7细胞进行了异种移植实验，并使用4T1细胞进行了同种异体移植实验。结果表明，circPVT1的敲低显著减弱了肿瘤发生。CircPVT1起源于PVT1的第二个外显子，长度为410个碱基对（bps），多聚体分析结果表明，circPVT1在很大程度上与无核糖体级分相关，表明它是一种非编码RNA。数据表明，circPVT1是一种外显子circRNA，稳定地定位在细胞的细胞质中。通过敲低MCF7细胞中的circPVT1进行RNA-seq分析，发现当circPVT1在MCF7细胞衍生的异种移植物中被敲低时，代表性基因（如TFF1，PGR和GREB1）的表达受到显著抑制。综上，数据表明circPVT1激活雌激素/ ERα靶基因以促进ERα阳性乳腺肿瘤发生。

为了研究circPVT1如何调节雌激素/ERα靶基因，研究人员构建竞争性内源性RNA（ceRNA）网络。网络分析表明 circPVT1 通过竞争结合 miR-181a-2-3p 稳定 ESR1 mRNA，从而促进 ERα 蛋白表达，进而促进 ERα 下游靶基因的表达。ERα 靶基因激活与细胞周期、细胞生长、代谢和耐药等密切相关。另外，circPVT1 负调控了 I 型干扰素相关基因的表达。数据还表明，circPVT1与RIGI竞争与MAVS结合，从而抑制下游信号转导和I型IFN和ISGs表达，促进了肿瘤细胞的免疫逃逸。

研究意义

circPVT1在乳腺癌细胞和临床样本中的上调及其在ERα阳性乳腺癌中的重要作用促使研究人员研究circPVT1是否可以作为潜在的治疗靶点。根据这个思路，研究人员设计了靶向 circPVT1 的反义寡核苷酸药物（Anti-sense oligonucleotides，ASO）数据表明，ASO靶向circPVT1在抑制ERα阳性乳腺癌细胞生长和肿瘤发生方面与氟维司群一样有效，并且可以克服内分泌治疗耐药性。

本研究揭示了circPVT1在基因转录激活和抑制中的双重功能共同促进ERα阳性乳腺癌的发展。ASO靶向circPVT1可有效抑制ERα阳性乳腺肿瘤生长，为乳腺癌的治疗提供了潜在的药物靶点和联合治疗策略。