浙大郑树森院士团队发文：揭示肝细胞癌治疗新靶点和有效生物标志物

2023-10-27  来源：转化医学网

10月25日，浙江大学医学院郑树森/吴健研究团队在期刊《CLINICAL AND TRANSLATIONAL MEDICINE》上在线发表题为“N6-methyladenosine-modified circSTX6 promotes hepatocellular carcinoma progression by regulating the HNRNPD/ATF3 axis and encoding a 144 amino acid polypeptide”的研究论文，研究结果阐明了circSTX6及其编码的circSTX6-144aa是HCC诊断和预后的潜在生物标志物。靶向circSTX6可能是治疗HCC的有效策略。


研究背景

肝细胞癌（HCC）是全球第三大与癌症相关的死亡原因，每年估计有83万人死亡。尽管近年来在诊断方法、手术技术的显著进展以及靶向治疗和免疫治疗的出现方面取得了重大进展，但HCC患者的长期总体预后仍然不理想。由于对肿瘤发病机制的不完全理解，高转移和复发率仍然是一个持续存在的挑战。因此，有必要确定新的治疗靶点，并深入了解调控HCC的分子机制，以提高治疗效果。

环状RNA（circRNA）是一类具有共价闭合环结构的内源性非编码RNA（ncRNA）的特殊亚类，引起了广泛关注。由于其环状结构，circRNA表现出演化保守性、组织特异性表达和增强的稳定性。越来越多的证据表明，circRNA在肿瘤的发生和转移中起着积极的参与作用，并且自其发现以来，在HCC中作为miRNA海绵的作用已被广泛报道。例如，circASAP1通过海绵miR-532-5p和miR-326来介导MAPK1和CSF-1信号通路，从而促进HCC的肺转移。因此，需要进一步努力揭示circRNA在HCC中除了作为miRNA海绵之外的作用。

N6-甲基腺苷（m6A）是真核生物RNA中常见的表观遗传修饰之一，由甲基转移酶如甲基转移酶样蛋白3（METTL3）、METTL14和Wilm瘤相关蛋白1（WTAP）催化，被m6A结合蛋白如YTH结构域含有家族蛋白（YTHDF）和胰岛素样生长因子2 mRNA结合蛋白（IGF2BP）识别，并由去甲基化酶包括脂肪质量和肥胖相关蛋白（FTO）以及AlkB同源蛋白5（ALKBH5）去除。m6A修饰以多种方式调控RNA的代谢，包括转运、剪接、降解、稳定性和翻译等。越来越多的研究已经建立了circRNA和m6A之间的关系。例如，m6A可以通过YTHDF2介导的内切核酸酶剪切来调控circRNA的降解。ALKBH5介导的m6A修饰可以增加circCCDC134的稳定性，促进胃癌肿瘤的生长和转移。这些发现强调了m6A在多种癌症中，包括HCC中，对circRNA调控的重要作用。然而，m6A调控的circRNA在HCC中的功能及其潜在机制需要进一步研究。

circSTX6在体外和体内促进肝细胞癌迁移侵袭


通过创伤愈合和Transwell实验评估了circSTX6对HCC细胞迁移的影响。结果表明，circSTX6的下调抑制了MHCC97H、HCCLM3和Huh7细胞的迁移能力。此外，Transwell实验也显示，缺乏circSTX6的HCC细胞的侵袭能力受到了影响。为了研究circSTX6在促进迁移和侵袭方面的体内功能，进行了肿瘤转移的尾静脉实验。肺转移结节数量（每组n = 6）在circSTX6敲低组显著减少，并且这一结果通过HE染色得到了确认。相反，circSTX6的过表达显著促进了HCC细胞的迁移和侵袭，这在创伤愈合和Transwell实验中得到了证实。综上所述，circSTX6在体外和体内均促进了HCC的迁移和侵袭。

失调的circSTX6-ATF3轴推动HCC的恶性发展


为了确定circSTX6是否以ATF3介导的方式推动HCC的肿瘤发生和进展，进行了一系列的功能恢复实验。集落形成和CCK-8实验显示，失去circSTX6降低了HCC细胞的增殖能力，而沉默ATF3逆转了这一现象。类似地，EdU实验的表型也得到了恢复。此外，ATF3的抑制部分减轻了circSTX6沉默引起的HCC细胞侵袭和迁移能力受损的现象。综上所述，失调的ATF3可能解释了由circSTX6驱动的HCC的恶性行为。

此外，我们还评估了circSTX6-ATF3轴与临床相关性。通过qPCR确定了HCC队列1中circSTX6和ATF3的表达。Pearson相关分析显示circSTX6与ATF3呈负相关（r = -0.4741, p < 0.0001）。此外，我们根据TCGA数据库（n = 369）检测了HCC队列中ATF3的表达，结果显示ATF3在肿瘤组织中明显下调。此外，通过HCC队列2中circSTX6和ATF3的共染色实验发现，大约85.2%高表达circSTX6的肿瘤组织弱表达ATF3，而76.9%弱表达circSTX6的肿瘤组织显示更强的ATF3染色。一致地，ROC曲线显示ATF3的AUC值为0.7921（p < 0.001），表明ATF3可以用于区分HCC肿瘤和正常组织。因此，circSTX6和ATF3的表达在HCC中呈负相关，circSTX6-ATF3轴可能是一个有前景的治疗靶点。

研究结果

综上所述，我们的研究阐明了circSTX6及其编码的circSTX6-144aa是HCC诊断和预后的潜在生物标志物。靶向circSTX6可能是治疗HCC的有效策略。

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