食管鱗狀細胞癌（ESCC）是最常見的惡性腫瘤之一，也是全球癌癥相關死亡的第六大原因，每年奪走超過400,000名患者的生命。盡管在診斷和治療方面取得了顯著進步，但ESCC患者的5年生存率仍低于20%。迫切需要對ESCC的分子機制有更透徹的了解，并開發有效的診斷和預后方法。
在人類基因組中，只有2%的蛋白質編碼基因用于穩定轉錄，而絕大多數是非編碼RNAs（ncRNAs）。越來越多的報道表明，ncRNAs，尤其是長鏈非編碼RNAs（lncRNAs），通過介導編碼基因在轉錄、轉錄后和/或翻譯水平上的表達，在各種類型的癌癥中發揮重要作用。LncRNAs是一種長度大于200nt的ncRNAs，因其參與癌癥的發生發展而受到越來越多的關注。lncRNAs的異常表達經常在包括ESCC在內的各種癌癥中觀察到，并通過影響細胞增殖、凋亡、細胞周期、遷移、侵襲和耐藥性等多種細胞惡性過程來充當腫瘤抑制因子或驅動因子。例如，lncRNA ATB被發現在ESCC中表達失調，并競爭性結合miR-200家族，通過上調Kindlin-2表達來促進ESCC細胞增殖、遷移、侵襲和EMT進展。LncRNA ESCCAL-1通過充當miR-590-3p海綿調節APOBEC3G的表達，正向調節ESCC發展過程中癌細胞的惡性行為，從而在ESCC中發揮致癌作用。THAP9-AS1通過一個由THAP9-AS1/miR-133b/SOX4軸構成的正反饋回路促進ESCC進展。LncRNA KLF3-AS1在ESCC中的表達受到抑制，并通過削弱miR-185-5p介導的KLF3抑制來增強ESCC細胞的侵襲能力。然而，ESCC中lncRNA依賴性基因表達的調控機制值得深入探索，以開發有前景的治療方法。
LINC00680被注釋為位于6p11.2上的lncRNA，據報道在包括肉瘤、肝細胞癌、膠質母細胞瘤、肺腺癌和非小細胞肺癌在內的人類癌癥中發揮關鍵作用。然而，其在ESCC進展中的功能和病理機制尚不明確。MicroRNA（miRNA）是一類較短的非編碼RNAs，主要通過與靶蛋白編碼基因的3′-非翻譯區（3’UTR）結合來調節基因表達。競爭性內源性RNA（ceRNA）是已經提出的一種lncRNA參與基因調控的模型，lncRNAs可通過與miRNAs競爭性結合來影響mRNA的表達。
反義寡核苷酸（ASOs）是一種短單鏈人工合成的天然核酸類似物，旨在以序列特異性的方式在細胞核和細胞質中特異性地結合互補RNA。重要的是，ASOs可以被設計成用于靶向與包括癌癥在內的疾病相關的基因，這使得ASO成為臨床上一種極具前景的治療策略。
近日，Molecular Cancer（IF27.401）期刊在線發表了題為Long non-coding RNA LINC00680 functions as a ceRNA to promote esophageal squamous cell carcinoma progression through the miR-423-5p/PAK6 axis的研究論文。報道了一種ESCC中的致癌lncRNA LINC00680，其通過充當miR-423-5p海綿發揮ceRNA作用，從而促進PAK6表達和隨后的ESCC進展。暗示了LINC00680/miR-423-5p/PAK6軸可作為一個有前景的ESCC診斷和預后生物標志物和治療靶點。
為了鑒定ESCC中差異表達的lncRNAs，研究人員對10對ESCC組織和匹配的相鄰正常組織進行RNA測序。差異表達分析顯示腫瘤樣本中上調和下調的Refseq基因分別為1698個和2190個，其中上調的mRNAs和lncRNAs分別有1525個和107個，下調的mRNAs和lncRNAs分別有1849個和225個。本研究重點探索了ESCC中上調的lncRNAs，結果發現LINC00680、AC092910.3、MIR4435-2HG、GSEC等4個lncRNAs的高表達與ESCC患者預后不良相關。隨后，研究人員針對這4個lncRNAs設計單獨的siRNA，并轉染到KYSE510細胞進行細胞增殖實驗，結果顯示LINC00680的敲低對細胞增殖的影響最為顯著。因此，本研究將重點探索LINC00680的功能和分子機制。
Fig1. 大量lncRNAs在ESCC中表達失調
接下來，研究人員通過RT-qPCR驗證了LINC00680在ESCC中的高表達，且LINC00680的上調與腫瘤大小、浸潤深度、淋巴結轉移和TNM分期呈正相關。為了研究了LINC00680的功能，研究人員通過體外ESCC細胞和小鼠ESCC細胞來源的異種移植物進行了細胞增殖、集落形成、遷移和侵襲試驗。結果發現沉默LINC00680在體外抑制了ESCC細胞增殖、集落形成、遷移和侵襲，并在體內抑制了小鼠的腫瘤生長。
Fig2. LINC00680在體外促進細胞增殖、集落形成、遷移和侵襲，在體內促進腫瘤生長
為了探索LINC00680調控ESCC腫瘤發生的分子機制，研究人員進行了RNA-seq、競爭性內源性RNA（ceRNA）網絡分析和熒光素酶報告基因分析，以鑒定LINC00680的靶基因和與LINC00680結合的microRNAs（miRNAs）。結果發現LINC00680定位于細胞的細胞質中，PAK6是LINC00680的關鍵下游靶點。并且LINC00680作為miR-423-5p的分子海綿發揮作用，促進其靶標PAK6的表達，從而調節ESCC的進展。在PAK6恢復和miR-423-5p抑制后，LINC00680敲低誘導的細胞活力和遷移抑制被顯著逆轉。
Fig3. ESCC中LINC00680功能模型示意圖
最后，鑒于ESCC腫瘤樣本中LINC00680的上調及其對ESCC惡性表型的顯著貢獻促使研究人員利用ASO來開發LINC00680作為治療靶點的潛力。體外實驗顯示ASO干擾LINC00680后，細胞增殖、集落形成、遷移和侵襲能力明顯減弱；體內實驗發現與ASO NC治療組相比，ASO LINC00680治療組的腫瘤生長明顯被抑制。表明LINC00680可能作為ESCC的治療靶點，而ASO靶向LINC00680為ESCC患者的治療提供了一種有前景的途徑。
Fig4. LINC00680是一種潛在的ESCC治療靶點
總之，本研究結果表明LINC00680作為致癌lncRNA可促進ESCC進展，并且與ESCC的不良預后相關。LINC00680/miR-423-5p/PAK6軸可作為ESCC患者有前景的診斷和預后生物標志物，以及治療靶點。
原文鏈接：https://molecular-cancer.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12943-022-01539-3
本研究使用到的莖環法miRNA qRT-PCR引物、siRNAs、miRNA mimics/inhibitors、細胞用和動物用ASOs產品、3’ UTR雙熒光素酶報告基因載體構建服務均由銳博生物提供！
