Long non-coding RNA UICLM promotes colorectal cancer liver metastasis by acting as a ceRNA for microRNA-215 to regulate ZEB2 expression

長(zhǎng)鏈非編碼RNA UICLM通過(guò)作為microRNA-215的ceRNA調(diào)節(jié)ZEB2表達(dá)來(lái)促進(jìn)結(jié)直腸癌肝轉(zhuǎn)移

期刊：Theranostics；影響因子：8.537 

發(fā)表單位：中山大學(xué)             

    lncRNA 通過(guò)ceRNA機(jī)制競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miRNA保護(hù)靶基因mRNA的表達(dá)。之前我們介紹過(guò)許多研究lncRNA ceRNA機(jī)制的文獻(xiàn)。本研究發(fā)現(xiàn)lncRNA UICLM在結(jié)腸直腸癌肝轉(zhuǎn)移過(guò)程中發(fā)揮重要作用，機(jī)制發(fā)現(xiàn)UICLM充當(dāng)miR-215的競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源RNA（ceRNA）以調(diào)節(jié)ZEB2表達(dá)。

    1）這篇lncRNA ceRNA機(jī)制如何發(fā)到 IF12分的

    2）胃癌lncRNA ceRNA機(jī)制研究

    3）Cancer Cell: lncARSR通過(guò)ceRNA調(diào)控腫瘤耐藥（IF: 22.844）

    4）Nucleic Acids Res: lnc-RI ceRNA結(jié)合miR-193a-3p促進(jìn)DNA修復(fù)(IF: 11.561)

    5）Nature Cell Biology: lncRNA ceRNA調(diào)控胃癌EMT過(guò)程（IF:19.064）

    6）lncRNA ceRNA機(jī)制怎么找分子

    7）lncRNA ceRNA機(jī)制中 lnc，miRNA進(jìn)化保守性

    8）食管癌lncRNA-TTN-AS1競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miR-133b上調(diào)Snail1的表達(dá)，促進(jìn)EMT過(guò)程

    9）LncRNA-PAGBC ceRNA機(jī)制促進(jìn)膽囊腫瘤發(fā)生

    長(zhǎng)鏈非編碼RNA（lncRNA）參與各種腫瘤的病理學(xué)，包括結(jié)腸直腸癌（CRC）。然而，lncRNA在CRC肝轉(zhuǎn)移中的作用仍不清楚。

    方法：進(jìn)行微陣列鑒定具有和不具有肝轉(zhuǎn)移的CRC組織之間差異表達(dá)的lncRNA。使用Kaplan-Meier方法評(píng)估存活分析。進(jìn)行體外和體內(nèi)測(cè)定以探索差異表達(dá)的lncRNA在CRC細(xì)胞中的生物學(xué)效應(yīng)。

    結(jié)果：在患有肝轉(zhuǎn)移的CRC病例中，lncRNA UICLM（在結(jié)直腸癌肝轉(zhuǎn)移中上調(diào)）顯著上調(diào)。此外，CRC組織中UICLM表達(dá)高于正常組織，UICLM表達(dá)與患者存活率差有關(guān)。UICLM的敲低抑制了體外的CRC細(xì)胞增殖，侵襲，上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）和CRC干細(xì)胞形成以及體內(nèi)腫瘤生長(zhǎng)和肝轉(zhuǎn)移。UICLM的異位表達(dá)促進(jìn)了CRC細(xì)胞的增殖和侵襲。機(jī)理研究表明，UICLM通過(guò)調(diào)節(jié)ZEB2誘導(dǎo)其生物學(xué)效應(yīng)，因?yàn)?/span>UICLM促進(jìn)的腫瘤發(fā)生受到ZEB2消耗的抑制。進(jìn)一步研究表明，UICLM充當(dāng)miR-215的競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源RNA（ceRNA）以調(diào)節(jié)ZEB2表達(dá)。

    結(jié)直腸癌(CRC)是全球第二大常見(jiàn)癌癥，也是導(dǎo)致癌癥相關(guān)死亡的第三大原因。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)lncRNA在哺乳動(dòng)物細(xì)胞以及植物細(xì)胞中大量轉(zhuǎn)錄。這些lncRNA可以充當(dāng)其他生物分子的指導(dǎo)，支架，誘餌和系鏈，并且參與各種生物過(guò)程，例如細(xì)胞生長(zhǎng)，細(xì)胞分化，細(xì)胞凋亡，細(xì)胞侵襲和干細(xì)胞多能性。越來(lái)越多的證據(jù)表明，lncRNA表達(dá)譜可以用作不同腫瘤的診斷和預(yù)后工具，例如前列腺癌，乳腺癌，胃癌和CRC。雖然已經(jīng)注釋了越來(lái)越多的lncRNAs，但lncRNAs在CRC肝轉(zhuǎn)移中的作用和分子調(diào)控機(jī)制仍不清楚。

    為了研究CRC肝轉(zhuǎn)移中涉及的lncRNA表達(dá)譜，我們對(duì)15個(gè)CRC組織進(jìn)行了lncRNA微陣列分析（7例肝轉(zhuǎn)移，8例在診斷時(shí)和2年隨訪期間沒(méi)有肝轉(zhuǎn)移）。我們?cè)趦山M之間鑒定了493個(gè)差異表達(dá)的lncRNA，包括上調(diào)和下調(diào)的lncRNA（圖1A）。實(shí)時(shí)PCR結(jié)果證實(shí)，與沒(méi)有肝轉(zhuǎn)移的CRC中的表達(dá)相比，這些lncRNA中的9個(gè)在具有肝轉(zhuǎn)移的CRC中顯著過(guò)表達(dá)。在另外122個(gè)CRC患者的更大樣品中檢測(cè)到上述9個(gè)lncRNA的表達(dá)。只有lncRNA LOC200772在具有肝轉(zhuǎn)移的CRC中顯著上調(diào)。由于其功能在CRC中仍未被表征，因此我們將其指定為lncRNA UICLM（在結(jié)腸直腸癌肝轉(zhuǎn)移中上調(diào)）。此外，與其在相鄰的非腫瘤組織中的表達(dá)相比，腫瘤組織中UICLM表達(dá)顯著增加，并且在晚期腫瘤階段患者中也觀察到增加的表達(dá)（*P<0.05，**P<0.01，圖1C和D）。同樣地，UICLM的表達(dá)在CRC細(xì)胞中比在永生化結(jié)腸上皮細(xì)胞系CCD-112CoN中更高（*P<0.05，**P<0.01，圖1E）。亞細(xì)胞組分分離和實(shí)時(shí)PCR分析顯示UICLM主要位于細(xì)胞質(zhì)中。UICLM表達(dá)與腫瘤大?。?/span>P=0.004），肝轉(zhuǎn)移（P=0.002）和TNM分期（P=0.008）顯著相關(guān)。UICLM與年齡，性別，腫瘤深度，組織學(xué)分級(jí)或淋巴結(jié)侵犯無(wú)相關(guān)性。Kaplan-Meier生存曲線顯示UICLM水平高的患者無(wú)進(jìn)展生存期較差（分別為P=0.01和P=0.075，圖1F和H）。

    使用特異性siRNA敲低兩種具有相對(duì)高的UICLM表達(dá)的CRC細(xì)胞系SW620和DLD-1中的UICLM表達(dá)。CCK-8測(cè)定顯示，UICLM的敲低顯著抑制SW620和DLD-1細(xì)胞的增殖，而UICLM的異位表達(dá)增加HCT116和HT-29細(xì)胞的增殖。集落形成試驗(yàn)也證實(shí)，UICLM敲低顯著降低了SW620和DLD-1細(xì)胞中的集落形成數(shù)量，而UICLM的異位表達(dá)增加了HCT116和HT-29細(xì)胞中的集落形成數(shù)量。SW620sh-UICLM細(xì)胞（n=10）形成的腫瘤的腫瘤體積和腫瘤重量與SW620sh-NC細(xì)胞（n=10）形成的腫瘤體積和重量相比顯著降低。ISH分析證實(shí)UICLM的敲低降低了體內(nèi)UICLM表達(dá)，并且IHC分析顯示UICLM的敲低顯著降低Ki-67表達(dá)。

    transwell測(cè)定表明，UICLM的敲低顯著抑制SW620和DLD-1細(xì)胞中的細(xì)胞遷移和侵襲，而UICLM的異位表達(dá)顯著增加HCT116和HT-29細(xì)胞的細(xì)胞侵襲。傷口愈合測(cè)定還表明，UICLM的敲低顯著降低了SW620和DLD-1細(xì)胞中的細(xì)胞遷移。由于EMT在細(xì)胞遷移和侵襲中起重要作用，我們測(cè)試了UICLM是否影響CRC細(xì)胞中的EMT。免疫熒光分析顯示，UICLM的敲低降低了N-鈣粘蛋白的表達(dá)，而E-鈣粘蛋白的表達(dá)增加。實(shí)時(shí)PCR結(jié)果證實(shí)，UICLM的敲低顯著降低了間充質(zhì)標(biāo)記物（N-鈣粘蛋白，Vimetin，Snail，Slug）的表達(dá)，同時(shí)增加了上皮標(biāo)記物（E-鈣粘蛋白，α-連環(huán)蛋白，β-胱氨酸）的表達(dá)。相反，UICLM的異位表達(dá)顯著促進(jìn)HCT116和HT-29細(xì)胞的細(xì)胞侵襲，并增加間充質(zhì)標(biāo)記物（N-鈣粘蛋白，Vimetin，Snail，Slug）的表達(dá)，同時(shí)降低上皮標(biāo)志物的表達(dá)（E-鈣粘蛋白，α-連環(huán)蛋白，β-連環(huán)蛋白）。

    為了評(píng)估UICLM在調(diào)節(jié)CRC細(xì)胞的干性中的作用，可以使用可以排除Hoechst33342染料的熒光激活細(xì)胞分選（FACS）技術(shù)來(lái)分離CRC側(cè)群（SP）細(xì)胞。結(jié)果顯示，敲低UICLM可顯著降低SW620和DLD-1細(xì)胞中的SP細(xì)胞比例。此外，進(jìn)行功能測(cè)定以測(cè)試UICLM是否可以增加CRC細(xì)胞的干性。結(jié)果顯示，UICLM的敲低顯著減少了SW620和DLD-1細(xì)胞中的球形成。此外，敲除UICLM可顯著下調(diào)許多與干細(xì)胞相關(guān)的基因（Nanog，Oct-4，SOX2和Notch1），多種耐藥轉(zhuǎn)運(yùn)基因（ABCG2）和與癌癥干細(xì)胞相關(guān)的表面抗原（CD24，CD44，CD133，CD155和CD166）。

    為了研究UICLM與CRC進(jìn)展和轉(zhuǎn)移相關(guān)的分子機(jī)制，我們探索了具有敲低的UICLM表達(dá)的CRC細(xì)胞的基因表達(dá)譜。用UICLM的特異性siRNA處理SW620細(xì)胞，并通過(guò)RNA測(cè)序測(cè)量所有mRNA的表達(dá)水平。通過(guò)基因集富集分析（GSEA）確定UICLM相關(guān)途徑，其確定不同途徑是否顯示兩組之間的統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著差異。“細(xì)胞遷移和侵襲”途徑被指定為最高的富集分?jǐn)?shù)。通過(guò)分析來(lái)自我們的lncRNA/mRNA微陣列數(shù)據(jù)集的UICLM和mRNA之間的相關(guān)性，我們發(fā)現(xiàn)ZEB2在該途徑中被賦予最高的相關(guān)系數(shù)。此外，在RNA測(cè)序分析中，ZEB2是在SW620細(xì)胞中敲除UICLM后最下調(diào)的基因之一?；谶@些結(jié)果，我們假設(shè)UICLM和ZEB2之間可能存在相關(guān)性。ZEB2和UICLM的表達(dá)水平之間發(fā)現(xiàn)了正相關(guān)。

    已知lncRNA可以作為競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源RNA（ceRNA）起作用，通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)其靶向微小RNA來(lái)保護(hù)mRNA。因此，我們調(diào)查了UICLM是否發(fā)揮了這樣的作用。使用生物信息學(xué)（miRcodeStarbasev2.0和RNAhybrid）工具，我們發(fā)現(xiàn)了7種推定與UICLM結(jié)合的miRNA。在這些候選miRNA中，miR-215可直接與UICLM和ZEB2結(jié)合。我們發(fā)現(xiàn)miR-215的過(guò)表達(dá)顯著抑制UICLM表達(dá)，而UICLM的敲低顯著增加miR-215的表達(dá)。我們還進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)以確定UILCM是否會(huì)影響miR-215的處理。由于UICLM位于細(xì)胞質(zhì)中，我們尋找UICLM是否可以調(diào)節(jié)pre-miR-215的表達(dá)。結(jié)果顯示，SW620和DLD-1細(xì)胞中UICLM的敲低不影響pre-miR-215的表達(dá)。雙熒光素酶測(cè)定表明共轉(zhuǎn)染后熒光素酶活性顯著降低。

    遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的發(fā)展是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，涉及多種遺傳和表觀遺傳改變的積累，導(dǎo)致癌基因的激活或腫瘤抑制基因的失活。越來(lái)越多的證據(jù)表明lncRNAs在腫瘤進(jìn)展和轉(zhuǎn)移中起重要作用。在本研究中，我們鑒定了一組參與CRC肝轉(zhuǎn)移病理學(xué)的lncRNA，在這些lncRNAs中，UICLM是有和沒(méi)有肝轉(zhuǎn)移的CRC之間最差異表達(dá)的lncRNA之一，表明它在其中起關(guān)鍵作用。CRC肝轉(zhuǎn)移的生物學(xué)過(guò)程。據(jù)我們所知，這是第一項(xiàng)系統(tǒng)評(píng)估lncRNA在CRC肝轉(zhuǎn)移中的作用的研究。

文獻(xiàn)解讀：LncRNA-PAGBC ceRNA機(jī)制促進(jìn)膽囊腫瘤發(fā)生

文獻(xiàn)解讀：Hepatology: lncRNA穩(wěn)定miRNA抑制mRNA表達(dá)（IF:14.079）

文獻(xiàn)解讀：食管癌lncRNA-TTN-AS1競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miR-133b上調(diào)Snail1的表達(dá)，促進(jìn)EMT過(guò)程

文獻(xiàn)解讀：lncRNA ceRNA機(jī)制中 lnc，miRNA進(jìn)化保守性