CircSHKBP1——一種很有前途的胃癌診斷和預后的循環(huán)生物標志物
CircRNAs在多種癌癥的發(fā)生發(fā)展中起著重要的調控作用。然而，circRNAs在胃癌（GC）中的生物學功能及其分子機制尚不清楚。circRNAs是一類由反分裂產(chǎn)生的ncRNA，其環(huán)結構使其更加穩(wěn)定。研究表明，circRNAs在外泌體中穩(wěn)定富集。外泌體是大多數(shù)細胞分泌的納米級胞外囊泡，含有豐富的RNA和蛋白質，可以調節(jié)細胞的生物學過程，作為鑒定多種疾病的循環(huán)生物標志物，已證實血清外泌體circRNA能將癌癥患者與健康對照者區(qū)分開來，外泌體circRNA可以作為液體活檢的生物標志物。在這項研究中，作者發(fā)現(xiàn)circSHKBP1在GC患者的腫瘤和血清外泌體中都高表達，且與晚期病理分期和較差的生存率有關。CircSHKBP1通過海綿化miR-582-3p和誘導HSP90(熱休克蛋白90）促進體內外GC進展，為GC的發(fā)病機制提供了新的研究視角。
技術路線：
1.CircSHKBP1證實可以作為GC RNA的生物標志物
通過qRT-PCR分析，circSHKBP1是GC中表達最差的cir-cRNA，來自血清外泌體的circSHKBP1在GC患者中表達更為豐富。另外分析胃切除術（R0切除）前后血清中circSHKBP1的表達發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)腫瘤切除后，circSHKBP1急劇下降，這表明GC組織是外泌體circSHKBP1的起源，證實circSHKBP1是一種來源于GC組織的上調的circRNA，可以通過外泌體有效地傳遞到循環(huán)中。此外，circSHKBP1的高表達與胃癌的晚期TNM分期和預后差有關，是一種潛在的GC RNA生物標志物。
2.CircSHKBP1調控GC的生物學功能
circSHKBP1在4種人胃癌細胞系（BGC823、HGC27、AGS和MGC803）和正常胃上皮細胞系GES1中的表達發(fā)現(xiàn)，其中在BGC823和HGC27過表達。CircSHKBP1促進GC細胞的生長和轉移，而沉默circSHKBP1的表達則抑制GC細胞的發(fā)育。更重要的是，隨著circSHKBP1在GC細胞中的異位表達，更多的circSHKBP1被裝載到外泌體中，從而干擾GC細胞的生物學功能。
圖2 CircSHKBP1在體外促進GC細胞增殖、遷移和侵襲
3.CircSHKBP1在GC中的作用機制
FISH分析和qRT-PCR分析表明，circSHKBP1優(yōu)先定位于GC細胞質內。miR-582-3p被預測與circhKBP1結合，且經(jīng)過試驗研究發(fā)現(xiàn)circSHKBP1降低miR-582-3p的表達。CCK8和Transwell分析表明miR-582-3p模擬物抑制了GC細胞的增殖、遷移和侵襲，而circSHKBP1的過度表達消除了這種對GC細胞發(fā)育的抑制作用。
圖3 CircSHKBP1可用作miR-582-3p的海綿。
4.CirchKBP1通過上調HUR促進VEGF分泌并誘導血管生成
通過生物信息學分析網(wǎng)站（TargetScan、TargetMiner和miRDB），發(fā)現(xiàn)了54個miR-582-3p候選靶蛋白，其中HUR和EIF2S1被作為VEGF信號通路的一部分。檢測GC組織中HUR mRNA的水平發(fā)現(xiàn)HUR的表達與miR-582-3p呈負相關，而與circSHKBP1呈正相關。不同濃度的貝伐單抗（一種抗VEGF的抗體）處理circhKBp1過度表達的GC細胞，貝伐單抗以濃度依賴的方式處理GC細胞增殖和遷移能力減弱，試管形成試驗進一步證實貝伐單抗可抑制CirchKBP1促進VEGF分泌并誘導血管生成的過程。
圖4 CircSHKBP1通過上調HUR促進VEGF翻譯
5.CircSHKBP1直接與HSP90相互作用并抑制其降解
RIP分析顯示circhHKBP1同差異表達的蛋白質HSP90存在直接相互作用的關系。western blot法檢測發(fā)現(xiàn)HSP90的降解被抑制，通過泛素連接酶STUB1抑制HSP90的泛素化。而后通過CCK8法、Transwell法評估發(fā)現(xiàn)circSHKBP1促進GC的發(fā)育。
圖5 CircSHKBP1與HSP90直接相互作用并抑制其降解
6.CircSHKBP1對體內GC生長起促進作用
通過慢病毒轉染BGC823細胞，構建了具有穩(wěn)定沉默的circSHKBP1的LV3-sh1和BGC823-LV3-sh2細胞株以及穩(wěn)定過表達circSHKBP1的LV5circSHKBP1細胞系。體內試驗發(fā)現(xiàn)circSHKBP1基因敲除可以限制腫瘤的生長，此外，貝伐單抗顯著抑制腫瘤生長。western blot分析發(fā)現(xiàn)與LV3-NC組相比，LV3-sh1和LV3-sh2組的HUR和VEGF水平降低；與LV5-NC組相比，LV5-CirchKBP1組的HUR和VEGF增加，而VEGF被貝伐單抗抑制，腫瘤組織中HUR和VEGF的IHC結果相似。qRT-PCR分析circSHKBP1表達發(fā)現(xiàn)外泌體circSHKBP1的表達與癌組織circhkbp1的表達呈線性關系，證實了circSHKBP1可以通過外泌體傳遞到遠端，且在循環(huán)中可被檢測到。腫瘤中miR-582-3p的表達水平與circSHKBP1呈負相關。此外，腫瘤中CD31的IF顯示貝伐單抗有效地抑制了circshKB1誘導的血管生成。
圖6 CircSHKBP1促進體內GC生長
7.CircSHKBP1在體內GC轉移起促進作用
研究circSHKBP1在體內的轉移潛能發(fā)現(xiàn)，circSHKBP1基因敲除顯著減少了肺轉移灶的數(shù)量和大小。此外，circSHKBP1基因敲除導致GC肺轉移病灶中HUR和VEGF染色明顯降低，circSHKBP1的過度表達加重了肺轉移病灶，HUR和VEGF染色增加，且貝伐單抗也能抑制circSHKBP1的轉移潛能。
圖7 CircSHKBP1促進體內GC轉移
參考文獻：
Xie Mengyan,Yu Tao,Jing Xinming et al. Exosomal circSHKBP1 promotes gastric cancer progression via regulating the miR-582-3p/HUR/VEGF axis and suppressing HSP90 degradation.[J].Mol. Cancer, 2020, 19: 112.