急性髓系白血?。ˋML）是兒童惡性腫瘤中相對罕見的惡性腫瘤，其在兒童期急性白血病確診病例中的占比不到五分之一。然而，與小兒急性淋巴細胞白血病（ALL）相比，它仍然是一種具有挑戰(zhàn)性的疾病，其預(yù)后較差。盡管在過去幾十年中，AML診斷和治療取得了巨大的進展，但大約40%的AML兒童會出現(xiàn)短期復發(fā)。在AML中，一些危險因素目前被用于預(yù)后，如年齡、細胞遺傳學特征、白細胞計數(shù)（WBC）和微小殘留病變（MRD）。然而，這些評估的協(xié)變量的預(yù)測價值有限，并已在成人中普遍報道。很少有在兒童患者群體中進行評估。因此，準確及時的診斷，以及有價值的預(yù)后生物標志物和新的治療算法對于小兒AML的臨床管理都至關(guān)重要。
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環(huán)狀RNAs（circRNAs）是共價閉合的非線性RNA分子，由前體mRNA反向剪接產(chǎn)生，幾十年來一直被認為是錯誤的剪接產(chǎn)物。然而，已經(jīng)很明顯的是circRNAs是具有功能性的存在。值得注意的是，大多數(shù)circRNAs由不同數(shù)量的組成型外顯子組成，是極其穩(wěn)定的RNA分子，具有細胞類型或組織類型特異性的表達模式。由于其生物學特性以及通過多種機制參與腫瘤發(fā)生，例如microRNA（miRNA）海綿、RNP結(jié)合或充當翻譯模板，circRNAs在各種癌癥中作為生物標志物發(fā)揮著潛在作用。
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新出現(xiàn)的證據(jù)表明，一些circRNAs在AML中的作用已被證實。例如，circ-ANXA2在AML中上調(diào)，其敲低（KD）通過充當miR-23a-5p和miR-503-3p的有效microRNA海綿來抑制THP-1和KG-1細胞的增殖、增強細胞凋亡并增加化學敏感性。CircPAN3被證實通過靶向miR-153-5p/miR-183-5p/XIAP軸并增強自噬活性來介導AML細胞的阿霉素耐藥。最近報道了circMYBL2通過在體外和體內(nèi)直接與PTBP1蛋白相互作用來促進FLT3-ITD陽性AML細胞的增殖。然而，值得注意的是，關(guān)于circRNAs在兒科AML中的調(diào)節(jié)影響卻知之甚少。
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近日，Molecular Cancer期刊在線發(fā)表了題為CircRNF220, not its linear cognate gene RNF220, regulates cell growth and is associated with relapse in pediatric acute myeloid leukemia的研究論文。報道了一個源自RING結(jié)構(gòu)域E3泛素連接酶基因RNF220的circRNA circRNF220，其在小兒AML中特異性上調(diào)，并且在構(gòu)成小兒AML等級的不同亞型中差異表達，對復發(fā)具有明確的預(yù)后價值。此外，靶向circRNF220的siRNA治療可抑制AML細胞的生長和生存。暗示circRNF220作為小兒AML有效生物標志物和治療靶點的潛在作用。
首先，為了研究小兒AML中circRNA的表達譜，研究人員對來自5個小兒AML患者和5個正常個體的骨髓（BM）樣本進行高通量circRNA微陣列分析。共鑒定1960個差異表達的circRNAs（1001個上調(diào)，959個下調(diào)），其中circRNF220是一個源自RING結(jié)構(gòu)域E3泛素連接酶基因RNF220的circRNA，其在小兒AML中特異性上調(diào)，并且在小兒AML患者的外周血和骨髓中特別豐富和積累。
Fig1. 原發(fā)性小兒AML患者和正常對照組骨髓中circRNAs表達譜
接下來，研究人員評估circRNF220的潛在診斷價值和預(yù)后意義。發(fā)現(xiàn)circRNF220可以以高靈敏度和特異性區(qū)分AML和ALL以及其他血液系統(tǒng)惡性腫瘤。值得注意的是，circRNF220的表達與預(yù)測預(yù)后無關(guān)，但circRNF220的高表達是復發(fā)的不利預(yù)后標志物。
Fig2. CircRNF220具有潛在的診斷價值，與小兒AML患者的預(yù)后有關(guān)
隨后，研究人員進行了一系列功能實驗以研究circRNF220在原代小兒AML細胞中的作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn)circRNF220敲低特異性抑制了AML細胞系和原代細胞的增殖并促進了細胞凋亡。而circRNF220過表達顯著加速AML細胞增殖并減少了細胞凋亡。
Fig3. CircRNF220增強AML細胞增殖，抑制細胞凋亡
最后，研究人員通過RNA-seq研究了原代AML細胞中由circRNF220調(diào)控的異常轉(zhuǎn)錄網(wǎng)絡(luò)。共鑒定107個mRNAs（62個下調(diào)，45個上調(diào)）被circRNF220 KD（敲低）顯著調(diào)控。對常見的異常轉(zhuǎn)錄本進行KEGG分析發(fā)現(xiàn)主要富集在凋亡、溶酶體和急性髓系白血病途經(jīng)。進一步的分析發(fā)現(xiàn)circRNF220在細胞凋亡和AML復發(fā)中發(fā)揮了重要作用。
Fig4. AML患者細胞中circRNF220 KD的轉(zhuǎn)錄分析
此外，由于circRNF220優(yōu)先定位于細胞質(zhì)中，其可能通過與miRNAs相互作用來發(fā)揮作用。因此，研究人員預(yù)測了5個與circRNF220相互作用的候選miRNAs（miR-30a/b/c/d/e），但只有miR-30a的表達與circRNF220的表達顯著相關(guān)。隨后，研究熱元采用生物素RNA pulldown實驗驗證了circRNF220和miR-30a之間的關(guān)系。進一步的機制研究顯示，circRNF220可能作為miR-30a的內(nèi)源性海綿來隔離miR-30a并抑制其活性，從而增加其靶標MYSM1和IER2的表達，并與AML復發(fā)有關(guān)。
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Fig5. MiR-30a部分挽救circRNF220功能
總之，本研究表明circRNF220對小兒AML復發(fā)具有明確的預(yù)后價值。circRNF220-miR-30a軸通過促進其凋亡相關(guān)靶點的表達，在AML的進展中發(fā)揮重要作用。并且靶向circRNF220的siRNA治療可顯著抑制AML細胞的生長和生存。暗示circRNF220應(yīng)該作為小兒AML潛在有效的生物標志物和治療靶點進行更深入研究。
原文鏈接：https://molecular-cancer.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12943-021-01395-7#Sec1
本研究使用到的circRNA siRNA由銳博生物提供！
