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肺癌是一種起源于支氣管黏膜或腺體的致命惡性腫瘤,可分為小細(xì)胞肺癌(SCLC)和非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)。SCLC和NSCLC分別占肺癌病例的20%和80%左右,而NSCLC可進(jìn)一步細(xì)分為腺癌(LUAD)、鱗狀細(xì)胞癌(LUSC)和大細(xì)胞肺癌。早期肺癌的治療選擇是以手術(shù)為基礎(chǔ)的綜合治療,而多學(xué)科綜合治療在晚期非小細(xì)胞肺癌中起著重要作用,放療、化療、免疫治療、靶向治療或聯(lián)合治療是主要的治療策略。NSCLC的發(fā)病率相對較高,總體5年生存率低于17%,盡管近年來NSCLC的診斷和治療策略有了很大的改善。因此,研究調(diào)控肺癌進(jìn)展的分子機(jī)制,尋找改善臨床療效的新治療靶點仍是當(dāng)務(wù)之急。

長鏈非編碼RNAs(lncRNAs)長度超過200個核苷酸,幾乎不具有蛋白質(zhì)編碼潛力,已被發(fā)現(xiàn)在肺癌中發(fā)揮關(guān)鍵作用,盡管其功能重要性和分子機(jī)制有待進(jìn)一步研究。LncRNAs通過多種機(jī)制調(diào)控腫瘤進(jìn)展,而lncRNAs作為競爭性內(nèi)源性RNAs(ceRNAs)的功能作用受到了極大的關(guān)注,其可充當(dāng)“microRNA(miRNA)海綿”消除miRNA介導(dǎo)的靶基因抑制作用。MicroRNAs是一類短的(平均為18-25個核苷酸)內(nèi)源性起始的非編碼RNAs,通過結(jié)合靶標(biāo)mRNA 3′-非翻譯區(qū)(3′-UTR)來抑制mRNA的穩(wěn)定性和靶標(biāo)mRNA的翻譯效率,從而調(diào)節(jié)基因表達(dá)。因此,在肺癌發(fā)生或進(jìn)展過程中,miRNAs可以降低抑癌因子的表達(dá),導(dǎo)致癌基因的表達(dá)增加。基于非編碼RNAs參與肺癌化療或放療敏感性調(diào)節(jié)以及靶向藥物治療的事實,通過控制lncRNAs的表達(dá)水平或修改其天然結(jié)構(gòu)的基于核酸的策略已被開發(fā)出來用于靶向RNA。其中,基于RNA干擾(RNAi)和反義寡核苷酸(ASO)的技術(shù)已被廣泛應(yīng)用。

近年來越來越多的研究表明,癌癥干細(xì)胞(CSCs)具有自我更新和分化能力等干細(xì)胞生物學(xué)特性,對腫瘤轉(zhuǎn)移和耐藥性具有重要意義,但其潛在的臨床意義和分子機(jī)制尚不清楚。此外,許多研究發(fā)現(xiàn)表明在腫瘤進(jìn)展過程中,lncRNAs或miRNAs在CSCs中發(fā)揮重要作用。機(jī)制研究表明,正常干細(xì)胞自我更新所必需的多種信號通路(例如Wnt/β-catenin、Hedgehog和Notch)對于調(diào)節(jié)CSCs的干性維持至關(guān)重要,并且已經(jīng)在肺癌中定義了各種CSCs標(biāo)記基因,包括CD133、CD44、ALCAM和CD90。

PKMYT1(蛋白激酶,膜相關(guān)酪氨酸/蘇氨酸1)是WEE家族激酶的一員,被發(fā)現(xiàn)在細(xì)胞周期轉(zhuǎn)變中抑制Cdk1磷酸化。此后,多項研究發(fā)現(xiàn)了PKMYT1在不同類型的人類癌癥中的致癌作用。然而,PKMYT1在NSCLC中如何上調(diào)及其特定下游靶基因的潛在機(jī)制仍不清楚。

近日,Molecular Cancer期刊在線發(fā)表了題為LncRNA PKMYT1AR promotes cancer stem cell maintenance in non-small cell lung cancer via activating Wnt signaling pathway的研究論文,報道了一個在NSCLC癌組織和細(xì)胞系中高表達(dá)的lncRNA PKMYT1AR,其通過激活Wnt信號通路促進(jìn)NSCLC腫瘤干細(xì)胞維持,暗示PKMYT1AR/miR-485-5p/PKMYT1軸可用作未來NSCLC的新治療靶點。

 

 

為了鑒定參與NSCLC進(jìn)展的關(guān)鍵lncRNAs,研究人員檢查了NSCLC癌組織、NSCLC癌細(xì)胞系(包括A549/DDP)和肺癌干細(xì)胞的lncRNA表達(dá)譜。結(jié)果鑒定出一個539 bp的人類特異性長鏈非編碼RNA(lncRNA,ENST00000595422),稱為PKMYT1AR(PKMYT1相關(guān)的lncRNA),與正常人支氣管上皮細(xì)胞系(BEAS-2B)相比,其在NSCLC中由YY1(Yin Yang 1)因子誘導(dǎo),尤其是在癌細(xì)胞系(H358、H1975、H1299、H1650、A549和SPC-A1)中。此外,PKMYT1AR高表達(dá)與較差的臨床預(yù)后相關(guān)。

 

Fig1. LncRNA PKMYT1AR在NSCLC中高表達(dá)

 

 

接下來,研究人員進(jìn)行了體外和體內(nèi)功能測定以確定PKMYT1AR在調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、遷移和腫瘤生長方面的功能作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn)敲低PKMYT1AR可抑制腫瘤細(xì)胞增殖、遷移和異種移植腫瘤的形成能力。此外,靶向PKMYT1AR的反義寡核苷酸(ASO)可顯著抑制體內(nèi)腫瘤生長,暗示PKMYT1AR ASO對于治療NSCLC具有良好的效果。

 

 

 

Fig2. 靶向PKMYT1AR的ASOs顯著抑制腫瘤生長

 

 

生物信息學(xué)分析和熒光素酶測定表明,PKMYT1AR直接與miR-485-5p相互作用以減弱其下游致癌因子PKMYT1在NSCLC中的抑制作用。此外,研究人員發(fā)現(xiàn)與對照組相比,miR-485-5p在NSCLC患者分離的癌細(xì)胞系和外周血血清中均下調(diào)。同樣,miR-485-5p的強(qiáng)制表達(dá)抑制腫瘤細(xì)胞的增殖和遷移能力。機(jī)制研究表明,PKMYT1AR/miR-485-5p/PKMYT1軸通過抑制β-TrCP1介導(dǎo)的β-catenin蛋白的泛素降解來促進(jìn)NSCLC中腫瘤干細(xì)胞(CSCs)的維持,進(jìn)而導(dǎo)致腫瘤發(fā)生增強(qiáng)。

 

Fig3. PKMYT1AR/miR-485-5p/PKMYT1軸激活Wnt信號通路和癌癥干細(xì)胞自我更新能力的模型圖

 

 

總之,本研究結(jié)果揭示了PKMYT1AR/miR-485-5p/PKMYT1軸在NSCLC進(jìn)展過程中的關(guān)鍵作用,這可能成為未來新的治療靶點。

 

 

 

原文鏈接:

https://molecular-cancer.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12943-021-01469-6#Abs1

 

 

 

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本研究中使用到的lncRNA動物用ASO產(chǎn)品、miRNA mimic/inhibitor及其NC、FISH探針&試劑盒產(chǎn)品由銳博生物提供!

 

 

 

 

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