客户文章|Arraystar circRNA表观芯片揭示肺癌circRNA的出核转运机制

广西医科大学公共卫生学院南阿若教授课题组采用Arraystar circRNA表观芯片筛选发现,携带m5C修饰的环状RNA分子circRREB1在肺癌组织中显著上调,并通过MeRIP-qPCR实验进行了验证。进一步研究发现,NSUN2是circRREB1的m5C修饰酶,ALYREF是识别m5C修饰的“读取”蛋白。m5C修饰通过ALYREF促进circRREB1的出核转运。
        circRREB1的生物学功能研究表明,circRREB1能够显著促进肺癌细胞的增殖、迁移,并抑制细胞凋亡;沉默circRREB1能够抑制肿瘤在小鼠体内的生长。机制上,m5C修饰的circRREB1通过稳定HSPA8蛋白,激活PINK1/Parkin信号通路,诱导线粒体自噬,从而促进肺癌的进展。总之,该研究揭示了m5C修饰在circRNA调控中的作用机制,为肺癌的诊断和治疗提供了新的潜在靶点。
该研究成果于2025年发表在学术期刊Journal of Experimental & Clinical Cancer Research上,影响因子为12.8Arraystar circRNA表观芯片由康成生物|数谱生物提供技术服务)


研究思路

文章着重于研究m5C修饰的circRREB1 在肺癌中的功能及作用机制。作者首先发现circRREB1在肺癌细胞系和组织中表达上调,且主要定位于细胞质。为了解析circRREB1的定位机制,作者运用Arraystar circRNA表观芯片技术检测发现携带m5C修饰的 circRREB1在肺癌中高表达,并通过MeRIP-qPCR等试验进行了验证。作者采用TRAP-MS分析发现,NSUN2是circRREB1的m5C修饰酶,ALYREF是识别m5C修饰的“读取”蛋白,并通过过表达NSUN2和沉默ALYREF的实验,证实m5C修饰通过ALYREF促进circRREB1的核输出。
        功能研究上,研究人员体外构建了circRREB1的沉默和过表达系统,发现circRREB1能够显著促进肺癌细胞的增殖、迁移,并抑制细胞凋亡。通过裸鼠皮下移植瘤模型,发现circRREB1的沉默能够抑制肿瘤生长,进一步的免疫组化分析发现circRREB1与增殖、周期、凋亡和迁移相关蛋白的表达密切相关。此外,研究者发现circRREB1能够调节线粒体与溶酶体的共定位,进而调控线粒体自噬。
        在机制研究中,研究者经过TRAP-MS、FISH和RIP等一系列实验,发现circRREB1能够直接结合HSPA8,并抑制其泛素化降解,从而稳定HSPA8蛋白。通过Co-IP实验和分子对接预测,发现HSPA8能够直接结合PINK1,进而调控PINK1/Parkin信号通路。作者进一步沉默circRREB1并过表达HSPA8或PINK1,证实circRREB1通过HSPA8和PINK1调控线粒体自噬,进而促进肺癌进展。


技术路线


结果展示


1m5C修饰调控circRREB1的细胞定位。

A. Arraystar m5C circRNA表观芯片散点图显示肺癌患者组织与邻近正常组织的m5C circRNA表达差异;

B. meRIP-qPCR验证携带m5C修饰的circRREB1肺癌组织高表达

C. 敲除ALYREF降低circRREB1的细胞质定位,过表达NSUN2促进circRREB1的细胞质定位。


图2:功能研究,circRREB1促进肺癌进展。
A. 过表达circRREB1增强肺癌细胞的增殖能力,敲除circRREB1则抑制其能力;
B. 过表达circRREB1抑制肺癌细胞的凋亡水平,敲除circRREB1则促进其凋亡;
C. 敲除circRREB1显著抑制了肿瘤细胞在小鼠体内的增殖能力。

图3:机制研究,circRREB1通过HSPA8和PINK1调控线粒体自噬,进而促进肺癌进展。
A. 敲除circRREB1导致HSPA8蛋白水平明显降低;
B. 分子对接预测显示HSPA8与PINK1直接结合;
C. 敲除circRREB1抑制线粒体自噬,而过表达PINK1可以缓解敲除circRREB1导致的线粒体自噬水平下降;


图4:作用机制图。
在细胞核内,circRREB1由m5C甲基化酶NSNU2添加m5C修饰,继而被m5C“读取蛋白”ALYREF识别,转运出核。在细胞质中,circRREB1与HSPA8蛋白结合,抑制其泛素化降解,稳定HSPA8蛋白。HSPA8与PINK1直接结合,调控PINK1-Parkin信号通路,调节线粒体自噬水平,促进肺癌进展。


研究意义

本研究使用Arraystar circRNA表观芯片发现m5C修饰的circRREB1在肺癌组织中明显升高,并揭示了m5C修饰的circRREB1在肺癌中的重要作用。在实验结果中,作者通过一系列实验表明NSUN2是其甲基转移酶,而ALYREF是识别m5C修饰的“读取”蛋白,m5C修饰通过ALYREF促进circRREB1转运出核。在细胞质中,circRREB1通过HSPA8蛋白激活PINK1/Parkin信号通路,诱导线粒体自噬,从而促进肺癌进展。这一机制的发现为理解肺癌细胞如何通过调控线粒体功能来维持其恶性表型提供了新的视角。通过沉默circRREB1或抑制其m5C修饰,可以显著抑制肺癌细胞的增殖、迁移和线粒体自噬,从而为肺癌的治疗提供了新的靶点。此外,HSPA8和PINK1作为circRREB1的下游靶点,也可能成为潜在的治疗靶点。


原文出处

https://jeccr.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13046-025-03460-1


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