結直腸癌(CRC)是最常見的胃腸道癌癥之一,也是癌癥相關死亡的主要原因。盡管老年人群的CRC發病率有所下降,但自20世紀90年代初以來,年輕人群中CRC的發病率幾乎翻了一番。CRC篩查項目的實施提高了早期發現率,但許多CRC患者仍處于晚期被診斷出來,這往往失去了治愈性切除的機會。盡管取得了很大的進步,但目前可用的治療選擇和晚期CRC的生存率仍然有限。因此,迫切需要研究新的生物標志物和靶點以改善CRC的預后。
長鏈非編碼RNAs(lncRNAs)代表一類長度超過200個核苷酸的非編碼轉錄本。越來越多的證據表明lncRNA在包括CRC在內的各種癌癥類型中存在失調,并且在所有癌癥特征中都發揮不可或缺的作用。然而,大多數lncRNAs在CRC中的功能和機制尚不清楚。通過轉錄組學鑒定CRC相關的lncRNA ,以進行進一步的功能驗證勢在必行。
粘著斑位于上皮基底表面,是一種主要由整合素介導的錨定連接,整合素可將周圍的細胞外基質(ECM)與肌動蛋白細胞骨架整合在一起。粘著斑始于整合素變構構象的變化。有趣的是,整合素是一種獨特的雙向信號分子。對于由內而外的信號傳導,Talin與整合素的小胞質尾部結合并觸發整合素構象變化,隨后是接頭募集和下游級聯激活。對于由外向內信號傳導,整合素胞外結構域與ECM配體相互作用,隨后整合素聚集和蛋白質hub積累以啟動下游通路,通常涉及一系列磷酸化事件,包括FAK、SRC和隨后的ERK和p38 MAPK磷酸化。
粘著斑幾乎影響細胞壽命的所有方面。同樣,整合素信號調節腫瘤細胞的多種功能,包括增殖、存活、遷移、侵襲和干性等。作為粘著斑的核心成分,整合素家族由24個跨膜αβ異源二聚體組成,這些異源二聚體由18α和8β亞基之間的選擇性非共價結合產生,其中整合素β3起主導作用,并與腫瘤的惡性表型相關。整合素可分為識別Arg-Gly-Asp(RGD)肽基序的受體、膠原受體、層粘連蛋白受體和白細胞特異性整合素。雖然一些整合素僅與特定的ECM配體結合,但其他整合素表現出更廣泛的配體結合庫。癌癥中不同的信號可以由不同的整合素異二聚體觸發,因此癌細胞的行為取決于整合素表達的模式。一旦整合素被激活,包括PI3K/AKT和MAPK通路在內的下游級聯反應就會啟動,從而促進腫瘤的存活和進展。整合素存在于腫瘤細胞和腫瘤相關宿主細胞中,對腫瘤細胞本身和腫瘤微環境都具有深遠的影響。因此,靶向整合素具有阻斷腫瘤微環境和腫瘤細胞本身關鍵信號事件的優勢。LncRNA HOXD-AS1通過抑制HOXD3誘導的整合素β3轉錄來抑制CRC生長和轉移。然而,lncRNAs是否以及如何調節整合素(尤其是整合素介導的粘著斑)以調節CRC仍不清楚。
近日,Molecular Therapy(IF11.454)期刊在線發表了題為LncRNA ITGB8-AS1 functions as a ceRNA to promote colorectal cancer growth and migration through integrin-mediated focal adhesion signaling的研究論文,發現lncRNA ITGB8-AS1可充當各種miRNAs的海綿以激活整合素α3和β3轉錄以及粘著斑信號(這是CRC生長和遷移所必需的)。證明了ITGB8-AS1在CRC組織和血漿中高表達,可作為CRC的潛在治療靶點和預測生物標志物。
首先,研究人員使用轉錄組分析CRC及其鄰近正常組織中的lncRNA表達譜,發現lncRNA ITGB8-AS1在CRC中高表達。敲低ITGB8-AS1可抑制CRC中的細胞增殖、集落形成和腫瘤生長,表明ITGB8-AS1具有致癌作用。
Fig1. ITGB8-AS1是CRC生長和遷移所必需的
轉錄組學分析和KEGG分析顯示粘著斑信號是ITGB8-AS1正調控基因最顯著富集的通路。一致地,敲低ITGB8-AS1減弱了SRC、ERK和p38 MAPK的磷酸化。
Fig2. ITGB8-AS1在CRC中正調控粘著斑信號
機制上,ITGB8-AS1可以充當miR-33b-5p和let-7c-5p/let-7d-5p的海綿分別調節細胞胞質溶膠中整合素家族基因ITGA3和ITGB3的表達。使用反義寡核苷酸(ASO)靶向ITGB8-AS1顯著降低了CRC中的細胞增殖和腫瘤生長,表明ITGB8-AS1在CRC中的治療潛力。此外,在CRC患者的血漿中容易檢測到ITGB8-AS1,這與分化和TNM分期以及血漿ITGA3和ITGB3水平呈正相關。
Fig3. ITGB8-AS1激活整合素在CRC中的粘附和生長
總之,本研究結果表明ITGB8-AS1作為ceRNA通過調節粘著斑信號通路調節CRC細胞增殖和腫瘤生長。靶向ITGB8-AS1可有效抑制CRC細胞生長和腫瘤生長。在晚期CRC中檢測到ITGB8-AS1的血漿水平升高。因此,ITGB8-AS1可以作為CRC的潛在治療靶點和循環生物標志物。
原文鏈接:https://www.cell.com/molecular-therapy-family/molecular-therapy/fulltext/S1525-0016(21)00405-6
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本研究使用到的細胞水平lncRNA siRNA和ASO、動物用lncRNA ASO、lncRNA FISH probe及FISH試劑盒均由銳博生物提供!

