Circular RNAs of the nucleophosmin (NPM1) gene in acute myeloid leukemia

急髓性白血病中核磷蛋白（NPM1）基因的環(huán)狀RNA

期刊：Haematologica. ；影響因子：9.090

發(fā)表單位：德國烏爾姆大學醫(yī)院

    circRNA研究能發(fā)到7，8分以上的期刊。如果不做機制研究，除了綜述，恐怕是很難的，本研究僅通過RNAseq，PCR實驗對白血病中NPM1的環(huán)狀RNA hsa_circ_0075001進行了表征。

    在這項研究中，我們檢測NPM1的環(huán)狀RNA，并在NPM1野生型和突變的急髓性白血?。ˋML）中定量circRNA hsa_circ_0075001。hsa_circ_0075001表達與NPM1總表達呈正相關(guān)，但與NPM1突變狀態(tài)無關(guān)。高和低hsa_circ_0075001表達組展示了不同基因表達模式，例如在hsa_circ_0075001高表達情況下Toll樣受體信號傳導通路基因表達較低。

    AML是最常見的急性白血病，盡管最近在了解白血病生物學方面取得了進展，但許多患者復發(fā)并最終死于該疾病。雖然AML是一種遺傳異質(zhì)性疾病，但很明顯基因組水平變化也會導致AML發(fā)病機制。

    由于反向互補內(nèi)含子序列，例如反向Alu重復，被認為是成環(huán)所需要的，我們使用NCBI BLAST研究了NPM1基因的內(nèi)含子中這種序列的存在，在29種NPM1轉(zhuǎn)錄本變體中，13個發(fā)現(xiàn)反向互補序列。我們在兩個NPM1 wt白血病細胞系ME-1和KASUMI-1中使用不同引物進行PCR，并且一個樣品來自健康志愿者。通過Sanger測序驗證證實了NPM1的特異性，非常規(guī)外顯子順序和circRNA的反向序列。在KASUMI-1細胞系中檢測到的先前未知的circNPM1轉(zhuǎn)錄本。接下來，為了特異性檢測單個circNPM1轉(zhuǎn)錄物，設計了反向剪切序列特異性PCR引物，并擴展了細胞系的篩選?？傊?，我們分析了六種AML細胞系，3個健康志愿者的外周血單核細胞，能夠特異性擴增15個circNPM1轉(zhuǎn)錄本。與白血病細胞系相比，部分轉(zhuǎn)錄本在健康志愿者中表現(xiàn)出較低的表達，例如hsa_circ_0075001，_0074998。

    由于circNPM1 75001在AML細胞系中表現(xiàn)出高度差異的表達模式，選擇其進行定量篩選，與總NPM1的表達正相關(guān)。然后將患者分為低和高circNPM1 75001表達群組。單因素方差分析證實高hsa_circ_0075001表達組之間基因表達的顯著差異，并且基因表達通路分析顯示出顯著差異。hsa_circ_0075001高表達的患者Toll樣受體（TLR）信號傳導通路顯著下調(diào)。共有94個基因在該通路中受到干擾，該通路的主要失調(diào)成分是幾個TLR基因，以及CD14等共受體水平和MYD88等下游銜接蛋白。此外，185個基因差異表達，其表達在具有高hsa_circ_0075001表達的患者中降低，是miR-181的已知靶基因，例如TLR4。

    我們對10名AML患者（5mut+5 wt）進行了核糖體RNA去除的RNA-Seq，以及10個FACS分選的健康對照樣本，我們在17,755個顯著表達的基因中檢測到了31.7％的circRNA和在10,794個高表達基因檢測到47.9％的circRNA。根據(jù)我們先前對NPM1的發(fā)現(xiàn)，我們再次觀察到白血病和健康對照細胞中具有更高親本基因表達的基因中更高的circRNA表達趨勢。盡管基因表達水平較高，但仍存在僅產(chǎn)生很少或沒有circRNA轉(zhuǎn)錄物的基因，而具有較低親本基因表達的其他基因表現(xiàn)出相對較高的circRNA表達。

    我們對circRNA的RNA-Seq數(shù)據(jù)進行PCA比較AML與健康對照樣本，同時對比NPM1mut和NPM1wt患者和更成熟的成髓細胞和早幼粒細胞的健康骨髓細胞樣本，以及更多未成熟的骨髓細胞和中性粒細胞。分析顯示circRNA特征與髓樣分化相關(guān)并且在白血病細胞中是不同的。在AML中具有較高circRNA表達的14個基因中，最顯著失調(diào)的circRNA由遺傳抑制元件1（GSE1）和FLT3（fms相關(guān)的酪氨酸激酶3）產(chǎn)生?；?/span>FLT3 circRNA reads主要來源于三種不同的轉(zhuǎn)錄本：兩個已經(jīng)注釋的轉(zhuǎn)錄本（hsa_circ_0100163，hsa_circ_0100164）和一個在FLT3的外顯子19和16之間具有反向序列的新轉(zhuǎn)錄本。健康樣品中總circFLT3表達與親本基因表達的相關(guān)性高，而在AML樣品中未觀察到。

    circRNAs比其線性mRNA對應物更穩(wěn)定，因此可作為AML分類和危險分層的潛在生物標志物。將來，還需要進一步的研究：進一步確定健康組織和惡性組織中circRNA候選物的生物學功能；確定AML中circRNA特征的預后和預測影響。

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