Mol Cancer | circMTCL1-C1QBP-Wnt/β-catenin信号轴参与了LSCC的肿瘤发生和发展

研究背景

喉鳞状细胞癌(Laryngealsquamouscellcarcinoma,LSCC)是头颈部最常见的恶性肿瘤之一，并且一半以上的LSCC患者在确诊时表现为晚期临床阶段。在过去四十年LSCC的五年存活率明显下降，因此迫切需要发掘可靠的LSCC早期诊断靶点和评估预后的治疗性生物标志物，深入探索LSCC的发生及发展机制。

环状RNA是一种由信使RNA前体(pre-mRNA)经3’-5’端反向剪接形成的单链闭环的非编码RNA，大量、稳定存在于细胞内及细胞外，赋予环状RNA高度保守、表达丰度高以及组织特异性的特点。近年研究报道中，环状circRNA在转录和转录后表观遗传水平上参与了人类神经精神疾病、心血管疾病等疾病特别是肿瘤的发生发展。

C1QBP是一种普遍存在的多功能RNA结合蛋白。研究发现，C1QBP参与黑色素瘤、宫颈鳞状细胞癌和胰腺癌等，在多种肿瘤中表达失调，发挥促进细胞迁移和肿瘤生长的作用。然而，在机制中环状RNA对泛素-蛋白酶体介导的C1QBP降解调控模式尚未有报道过。

文献来源

中国医科大学附属第一医院李凯课题组等人在Molecular Cancer杂志上发表论文“Circular RNA MTCL1 promotes advanced laryngeal squamous cell carcinoma progression by inhibiting C1QBP ubiquitin degradation and mediating beta-catenin activation”，揭示了circ-MTCL1 在转录后表观遗传水平调控 C1QBP 蛋白的泛素化降解，介导 wnt/β-catenin 信号通路激活，促进了LSCC肿瘤的发展。该研究为理解circRNA和相应的RNA结合蛋白如何调控靶点提供了新的途径，同时为LSCC的防治提供了新的靶点和方向。

项目研究

基于RNA测序，作者针对LSCC患者样本及其匹配的ANM组织进行了差异表达谱分析，筛选得到circMTCL1分子作为后续研究对象。结合临床样本数据和生信分析显示，circMTCL1在LSCC细胞和患者中上调，circMTCL1的高表达与肿瘤分化(P= 0.003)、T分期(P=0.001)、淋巴转移(P=0.001)和临床分期(P=0.001)显著相关，且circMTCL1的高表达可以作为预测LSCC患者临床结局的独立预后因素。

FISH和qPCR的定位分析显示circMTCL1主要分布于胞质中。为了研究circMTCL1在LSCC中的调控模式，作者借助RNA pull-down和质谱技术，找了与circMTCL1互作的RNA结合蛋白C1QBP。WB和RT检测circMTCL1可以在转录后水平正调控C1QBP的表达。随后用CHX和蛋白酶体抑制剂MG132处理检测了C1QBP的半衰期，免疫共沉淀结果显示circMTCL1通过抑制泛素-蛋白酶体途径抑制C1QBP的降解，从而提高了C1QBP的蛋白表达水平。

为了确定circMTCL1在LSCC中的功能作用，作者对circMTCL1进行过表达和干扰，基于之前的KEGG分析，C1QBP可以富集在典型的Wnt信号通路中，WB检测circMTCL1的表达与β-catenin磷酸化水平呈负相关。随后通过EDU、Transwell、伤口愈合试验结果表明circMTCL1增强了TU212和LCC细胞的增殖、侵袭和迁移能力；在si-C1QBP挽救实验中显示circMTCL1可能以C1QBP依赖的方式靶向Wnt/β-catenin通路，促进LSCC的生物学功能。

为了进一步阐明在LSCC细胞中circMTCL1与C1QBP相互作用的分子机制，作者设计了针对C1QBP蛋白关键结合位点的circMTCL1野生型和突变型探针，RNA下拉分析到仅野生型circMTCL1(+ 159−+ 210)探针可以富集到内源性C1QBP蛋白。RIP试验反向证实了这一点。

接下来，作者又针对C1QBP-β-catenin下游调控模式进一步验证，过表达C1QBP抑制β-catenin磷酸化水平，显著增加其蛋白表达，敲低则反之。Transwell和克隆形成试验表明C1QBP同样可以TU212和LCC细胞增殖，迁移和侵袭能力，然后COIP正反验证C1QBP和β-catenin之间存在直接相互作用。综上所述，C1QBP在LSCC组织中与致癌蛋白β-catenin相互作用，激活了由circMTCL1介导的Wnt/β-catenin通路。

在circMTCL1体内的功能作用验证中，作者通过背部皮下注射稳定转染circMTCL1 shRNA或对照慢病毒的TU212细胞进行异种移植试验，结果显示降低circMTCL1的表达能显著降低TU212细胞的致瘤性，并且显著减小了肿瘤体积和肿瘤重量。将sh-circMTCL1 TU212细胞注入尾静脉构建LSCC转移小鼠模型，circMTCL1敲低可降低肺转移，这与体外细胞实验相一致。

综上所述，circMTCL1通过特定的结合序列与C1QBP相互作用，通过泛素-蛋白酶体途径抑制其降解，提高C1QBP的表达，增强了C1QBP与β-catenin的相互作用，阻止β-catenin的磷酸化，使β-catenin在细胞质和细胞核中积累，从而促进细胞在体内和体外的增殖、侵袭和迁移。

文献来源：www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8976408/

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