復(fù)旦大學(xué)合作發(fā)文：發(fā)現(xiàn)結(jié)直腸癌有前景的診斷標(biāo)志物及治療靶點(diǎn)

復(fù)旦大學(xué)合作發(fā)文：發(fā)現(xiàn)結(jié)直腸癌有前景的診斷標(biāo)志物及治療靶點(diǎn)

【導(dǎo)讀】長鏈非編碼RNA（lncRNA）可以調(diào)節(jié)結(jié)直腸癌（CRC）的腫瘤發(fā)生和發(fā)展以及遠(yuǎn)距離轉(zhuǎn)移。然而，其詳細(xì)的分子機(jī)制目前仍知之甚少。

9月3日，復(fù)旦大學(xué)與上海交通大學(xué)以及中國醫(yī)科大學(xué)研究人員合作在期刊《Cell Death&Disease》上發(fā)表了題為“HIF1A-AS2 promotes the metabolic reprogramming and progression of colorectal cancer via miR-141-3p/FOXC1 axis”的研究論文，本研究中，研究人員利用RNA測序數(shù)據(jù)、RT-qPCR和FISH檢測發(fā)現(xiàn)，HIF1A-AS2在結(jié)直腸癌組織中上調(diào)，與不良預(yù)后相關(guān)。功能實(shí)驗(yàn)確定了HIF1A-AS2在腫瘤進(jìn)展中的作用，發(fā)現(xiàn)HIF1A-AS2可以促進(jìn)結(jié)直腸癌細(xì)胞的增殖、轉(zhuǎn)移和有氧糖酵解。機(jī)制上，HIF1A-AS2可以通過結(jié)合miR-141-3p來促進(jìn)FOXC1的表達(dá)。SP1可以轉(zhuǎn)錄激活HIF1A-AS2。此外，HIF1A-AS2可以包裝成外泌體，促進(jìn)受體腫瘤細(xì)胞的惡性表型?？傊芯咳藛T發(fā)現(xiàn)SP1-誘導(dǎo)的HIF1A-AS2可以通過miR-141-3p/FOXC1軸促進(jìn)結(jié)直腸癌的代謝重編程和進(jìn)展。HIF1A-AS2是結(jié)直腸癌有前景的診斷標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)。

背景知識(shí)

01

2022年，結(jié)直腸癌（CRC）仍然是導(dǎo)致癌癥相關(guān)死亡的第二大原因，是第三大最常見的腫瘤，給許多國家?guī)砹司薮蟮慕?jīng)濟(jì)和社會(huì)負(fù)擔(dān)。盡管有手術(shù)切除、化療、靶向治療和免疫療法等多種治療選擇，但仍有許多患者出現(xiàn)病情進(jìn)展。因此，研究CRC的發(fā)病機(jī)制并發(fā)現(xiàn)有效的治療靶點(diǎn)至關(guān)重要。

代謝重編程是癌癥的一個(gè)標(biāo)志性特征。癌細(xì)胞最廣為人知的代謝特征之一是瓦博格效應(yīng)，即癌細(xì)胞能夠在缺氧或有氧條件下代謝大量葡萄糖產(chǎn)生乳酸的能力，因此也被稱為有氧糖酵解。有氧糖酵解可以改變腫瘤微環(huán)境（TME），滿足癌細(xì)胞的能量和生物合成需求，并維持腫瘤細(xì)胞的還原穩(wěn)態(tài)。腫瘤細(xì)胞吸收大量葡萄糖并釋放乳酸，促進(jìn)腫瘤生長，導(dǎo)致以細(xì)胞外酸中毒、缺氧和營養(yǎng)缺乏為特征的異質(zhì)性TME。一方面，異常的TME會(huì)損害免疫細(xì)胞的功能；另一方面，它會(huì)以異常方式激活結(jié)直腸癌（CRC）中的轉(zhuǎn)錄因子或信號(hào)通路。研究人員總結(jié)了瓦博格效應(yīng)在CRC中的致癌作用，并表明靶向這一代謝特征進(jìn)行結(jié)直腸癌治療具有巨大的潛力。

外泌體HIF1A-AS2增強(qiáng)結(jié)直腸癌細(xì)胞的增殖、轉(zhuǎn)移和糖酵解

02

外泌體lncRNAs廣泛參與惡性腫瘤的進(jìn)展，并在生物液體中高度富集，可用于液體活檢。研究人員從15名健康受試者和15名結(jié)直腸癌(CRC)患者的血清中提取外泌體，并通過RT-qPCR檢測外泌體HIF1A-AS2是否在CRC患者的血漿中異常高表達(dá)。有趣的是，CRC患者血清中的外泌體HIF1A-AS2水平顯著高于正常人，ROC曲線下的面積為0.93，提示外泌體HIF1A-AS2可能參與CRC的進(jìn)展，并可作為診斷標(biāo)志物。

外泌體HIF1A-AS2可以促進(jìn)結(jié)直腸癌的進(jìn)展

研究人員在DLD1和HCT116細(xì)胞中過表達(dá)HIF1A-AS2，并采用超速離心法從DLD1和HCT116細(xì)胞的上清液中分離出外泌體。來自HIF1A-AS2 CRC細(xì)胞的外泌體（ex-HIF1A-AS2 Exos）的HIF1A-AS2表達(dá)水平高于對(duì)照組（NC Exos）。研究人員使用透射電子顯微鏡驗(yàn)證了來自四個(gè)組（HCT116-NC、HCT116-OE、DLD1-NC和DLD1-OE）的外泌體的形態(tài)和大小，并使用納米顆粒追蹤分析（NTA）確定了腫瘤來源的外泌體的大小和數(shù)量。此外，研究人員使用蛋白質(zhì)免疫印跡實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了外泌體標(biāo)記物，包括TSG101、HSP70和Annexin A1。研究人員對(duì)外泌體進(jìn)行了熒光染色，發(fā)現(xiàn)外泌體被CRC細(xì)胞內(nèi)吞。在HCT116和DLD1細(xì)胞中，外泌體HIF1A-AS2水平在12小時(shí)內(nèi)保持穩(wěn)定。

之前的研究已經(jīng)報(bào)道，HIF1A-AS2可以通過外泌體調(diào)節(jié)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（GBM）的進(jìn)展和放療。研究人員接下來探討了外泌體HIF1A-AS2是否參與結(jié)直腸癌（CRC）的進(jìn)展。研究人員將腫瘤來源的外泌體與HCT116和DLD1細(xì)胞共培養(yǎng)?？寺⌒纬稍囼?yàn)和CCK8試驗(yàn)證實(shí)，與NC外泌體相比，CRC細(xì)胞經(jīng)外泌體HIF1A-AS2處理后，其增殖能力更高。遷移侵襲試驗(yàn)和細(xì)胞遷移試驗(yàn)證實(shí)，外泌體HIF1A-AS2可促進(jìn)CRC細(xì)胞的轉(zhuǎn)移能力。此外，實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，外泌體HIF1A-AS2也促進(jìn)了CRC細(xì)胞的乳酸產(chǎn)生和葡萄糖攝取。ECAR試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了外泌體HIF1A-AS2對(duì)CRC細(xì)胞有氧糖酵解的刺激作用。

為了了解外泌體HIF1A-AS2是否促進(jìn)體內(nèi)腫瘤生長和轉(zhuǎn)移，研究人員將HCT116來源的外泌體注射到皮下腫瘤模型或CRLM模型小鼠的尾靜脈中。與ex-NC Exos組相比，ex-HIF1A-AS2 Exos組皮下腫瘤的生長速度和重量更高。免疫組化染色證實(shí)，ex-HIF1A-AS2 Exos組腫瘤的Ki67和N-cadherin表達(dá)水平更高，E-cadherin表達(dá)水平更低。此外，接受ex-HIF1A-AS2 Exos治療的小鼠肝臟轉(zhuǎn)移灶的熒光強(qiáng)度和轉(zhuǎn)移灶數(shù)量顯著高于接受ex-NC Exos治療的小鼠，生存時(shí)間也更短，與對(duì)照組相比。

綜上所述，這些數(shù)據(jù)表明腫瘤來源的外泌體HIF1A-AS2可以促進(jìn)CRC的進(jìn)展。

研究小結(jié)

綜上，本研究發(fā)現(xiàn)SP1誘導(dǎo)的HIF1A-AS2可以通過miR-141-3p/FOXC1軸促進(jìn)CRC的代謝重編程和進(jìn)展。HIF1A-AS2是CRC的一種有前途的診斷標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)。

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