急性髓系白血病（AML）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性的疾病，其預后較差。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兒童會出現短期復發。在AML中，一些危險因素目前被用于預后，如年齡、細胞遺傳學特征、白細胞計數（WBC）和微小殘留病變（MRD）。然而，這些評估的協變量的預測價值有限，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的臨床管理都至關重要。
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環狀RNAs（circRNAs）是共價閉合的非線性RNA分子，由前體mRNA反向剪接產生，幾十年來一直被認為是錯誤的剪接產物。然而，已經很明顯的是circRNAs是具有功能性的存在。值得注意的是，大多數circRNAs由不同數量的組成型外顯子組成，是極其穩定的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生，例如microRNA（miRNA）海綿、RNP結合或充當翻譯模板，circRNAs在各種癌癥中作為生物標志物發揮著潛在作用。
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新出現的證據表明，一些circRNAs在AML中的作用已被證實。例如，circ-ANXA2在AML中上調，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，關于circRNAs在兒科AML中的調節影響卻知之甚少。
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近日，Molecular Cancer期刊在線發表了題為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結構域E3泛素連接酶基因RNF220的circRNA circRNF220，其在小兒AML中特異性上調，并且在構成小兒AML等級的不同亞型中差異表達，對復發具有明確的預后價值。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，959個下調），其中circRNF220是一個源自RING結構域E3泛素連接酶基因RNF220的circRNA，其在小兒AML中特異性上調，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后意義。發現circRNF220可以以高靈敏度和特異性區分AML和ALL以及其他血液系統惡性腫瘤。值得注意的是，circRNF220的表達與預測預后無關，但circRNF220的高表達是復發的不利預后標志物。
Fig2. CircRNF220具有潛在的診斷價值，與小兒AML患者的預后有關
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。結果發現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調控的異常轉錄網絡。共鑒定107個mRNAs（62個下調，45個上調）被circRNF220 KD（敲低）顯著調控。對常見的異常轉錄本進行KEGG分析發現主要富集在凋亡、溶酶體和急性髓系白血病途經。進一步的分析發現circRNF220在細胞凋亡和AML復發中發揮了重要作用。
Fig4. AML患者細胞中circRNF220 KD的轉錄分析
此外，由于circRNF220優先定位于細胞質中，其可能通過與miRNAs相互作用來發揮作用。因此，研究人員預測了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。隨后，研究熱元采用生物素RNA pulldown實驗驗證了circRNF220和miR-30a之間的關系。進一步的機制研究顯示，circRNF220可能作為miR-30a的內源性海綿來隔離miR-30a并抑制其活性，從而增加其靶標MYSM1和IER2的表達，并與AML復發有關。
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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復發具有明確的預后價值。circRNF220-miR-30a軸通過促進其凋亡相關靶點的表達，在AML的進展中發揮重要作用。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！
