客户文章丨IF 41.44!Arraystar 环状RNA表达芯片助力circRNF220调控儿童急性髓系白血病发生发展研究

广州市妇女儿童医疗中心江华主任团队Molecular Cancer发表名为“CircRNF220, not its linear cognate gene RNF220, regulates cell growth and is associated with relapse in pediatric acute myeloid leukemia”的研究性论文,该文章采用Arraystar human circRNA芯片筛选发现circRNF220儿童急性髓系白血病(AML)骨髓组织和外周血中表达上调,与预后差密切相关,其表达水平也可以用于判断AML治疗效果以及复发情况等。功能实验表明,circRNF220过表达显促进了AML细胞的生长并抑制细胞凋亡 进一步的机制研究证明,circRNF220可以通过ceRNA机制结合miR-30a从而调控下游的MYSM1IER2基因的表达水平,促进AML发生发展该研究成果于2021年发表在国际著名学术期刊Molecular Cancer上,影响因子为41.44Arraystar Human circRNA芯片由康成生物|数谱生物提供技术服务)

 

研究背景

儿童急性髓系白血病(AML)属于儿童白血病一种,目前发病率仅次于儿童急性淋巴细胞白血病ALL),但是从治愈率看,儿童AML治愈率远不如儿童ALL高。虽然儿童AML患者仅占儿童急性白血病患者15%左右,但是死亡病例能占到50%以上。因此,迫切需要为儿童AML寻找新的治疗靶点和策略。

环状RNA是由pre-mRNA经过反向剪切形成的共价闭合单链RNA,因而不同于线性RNAcircRNA没有5帽子和3尾巴,从而对RNA外切酶不敏感,具有稳定性高的特点。已有研究表明circRNA可以通过ceRNA机制结合miRNA、翻译蛋白或者结合蛋白发挥功能。此外目前有越来越多的研究发现,circRNA在肿瘤的发生发展中具有重要的功能,因而可以作为生物标志物进行临床的辅助诊断,具有非常重要的科研意义与临床价值。

研究思路

Arraystar human circRNA芯片高通量筛选

为了研究circRNA在儿童AML发生发展过程中的作用,作者利用儿童AML患者的骨髓样本正常骨髓样本(N=5进行Arraystar human circRNA芯片筛选,发现circRNF220 ((hsa_circ_0012152)在儿童AML患者骨髓表达显著上调。并RNase R等实验证实了circRNF220的环形结构。

Q-PCR验证临床应用

通过芯片筛选找到circRNF220后,作者利用临床大样本q-PCR验证发现circRNF220在儿童AML患者骨髓及外周血样本显著上调ROC曲线等试验表明,circRNF220表达水平可以用于诊断儿童AML此外未治疗P患者诱导与巩固治疗达到完全应答(CR患者和复发Re患者circRNF220水平进行比较发现,circRNF220水平CR患者中相比未治疗患者出现显著下降,而在Re患者体内circRNF220水平回升到与未治疗患者相当的水平,表明circRNF220可用于分析儿童AML治疗效果进一步生存曲线研究表明,circRNF220高表达的患者预后较差

CircRNF220功能研究

细胞层面的研究发现,circRNF220过表达可导致滞留G0/G1期的癌细胞占比下降,而进入细胞周期的S期细胞占比增加促进细胞的增殖同时细胞更多处于未分化状态。利用流式分析儿童AML原代细胞敲低circRNF220的凋亡结果表明,敲低circRNF220会促进肿瘤细胞的凋亡。

CircRNF220机制研究

为了研究circRNF220的作用机制,作者儿童AML患者原代细胞敲低circRNF220后进行RNA-seq检测。GSEA分析以及KEGG分析结果表明,凋亡通路以及AML复发的相关通路存在显著富集。进一步类CHIRP-PCR实验表明,circRNF220与miR-30a结合从而抑制miR-30a与其靶向的MYSM1以及IER2等蛋白的结合上调这些蛋白的表达水平,促进AML的发生发展

技术路线

 

结果展示

Arraystar Human circular RNA芯片筛选

 

1Arraystar circRNA芯片筛选发现circRNF220在癌组织表达上调

AArraystar circRNA芯片散点图显示circRNF220在癌组织表达上调;

BqPCR验证发现circRNF220在癌组织表达上调

CRnase R消化验证circRNF220的环形结构。

q-PCR验证与临床应用

 

2不同样本circRNF220PCR验证及临床应用

A、AML患者骨髓样本circRNF220表达显著升高,HC健康对照M1-M7AML不同阶段

B、AML患者外周血circRNF220表达水平显著升高

CROC曲线分析表明外周血中circRNF220表达水平可以用于区分AML患者与健康人

D、不同患者q-PCR结果表明对诱导及巩固治疗完全应答CR)的患者的circRNF220表达水平相比未治疗组(P出现明显下降,而复发Re)患者的circRNF220则出现显著的回升

E、生存曲线分析表明,高表达circRNF220患者的预后较差。

 

CircRNF220功能研究

 

3circRNF220促进肿瘤细胞增殖并抑制凋亡

AcircRNF220过表达可促进THP-1细胞系的细胞增殖;

BcircRNF220过表达使得HL-60细胞系的细胞更多的处在S期;

CcircRNF220敲低可促进细胞凋亡。

CircRNF220机制研究

 

4 circRNF220结合miR-30a发挥调控功能。

A、CHIRP-PCR实验证实circRNF220与miR-30a结合

BmiR-30a下游通过调控MYSM1以及IER2基因表达从而促进肿瘤的发生发展。

研究意义

为了发现儿童AML疾病背后的发生机制,作者使用Arraystar human circRNA芯片筛选发现circRNF220儿童AML患者骨髓及外周血中表达上调,并且该指标与预后差密切相关同时也可以反映相应的治疗效果。功能实验表明,circRNF220显著促进了AML细胞的生长并抑制凋亡。机制研究证明,circRNF220可以和miR-30a结合,调控下游的MYSM1以及IER2基因的表达从而促进AML发生发展。总而言之这项工作内容详实,数据丰富,相关疾病的机制研究与临床治疗具有重要的意义与价值

原文出处

https://molecular-cancer.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12943-021-01395-7


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