山东大学联合厦门大学发文揭秘肝癌治疗新靶点
近日，山东大学研究人员联合厦门大学研究人员在期刊《Cell Death Discovery》上发表了题为“Characterization of circSEC11A as a novel regulator of Iodine-125 radioactive seed-induced anticancer effects in hepatocellular carcinoma via targeting ZHX2/GADD34 axis”的论文。该研究报道了hsa_circ_0000647(circSEC11A)在I-125处理后的肝癌细胞系和组织中高表达，并且是I-125诱导的抗癌作用的关键调节因子。circSEC11A作为竞争性内源性RNA(ceRNA)海绵miR-3529-3p，促进锌指和同源盒2(ZHX2)的表达，增强I-125诱导的抗癌作用。随后研究人员进行了双荧光素酶报告基因实验、RNA下拉、RNA免疫沉淀和荧光原位杂交来验证分子之间的相互作用。然后使用CCK-8、流式细胞术、TUNEL、EdU、transwell和伤口愈合实验检测抗癌作用。此外，该研究还报道了ZHX2在转录上抑制内质网应激(ERS)的负调控因子GADD34，增强I-125在体内和体外诱导的抗癌作用。总之，研究人员通过miR-3529-3p/ZHX2/GADD34轴介导的ERS确定了circSEC11A作为一种新的i -125诱导的肝癌抗癌作用的调节因子。因此，circSEC11A可能成为I-125植入的潜在治疗靶点。
研究背景
肝细胞癌(HCC)是中国癌症相关死亡的第二大原因，每年大约有40万人死于肝癌。在中国，大约55%的HCC患者在诊断时处于临床III期或IV期，只有不到30%的患者可以进行手术切除。在这种情况下，介入治疗，包括经导管动脉化疗栓塞(TACE)、经皮消融、碘-125 (I-125)放射性粒子植入，在HCC的综合治疗中发挥重要作用。与传统外照射治疗不同，放射性粒子植入是一种低剂量率持续组织间照射治疗，适形性高，疗效持续。临床研究表明，I-125粒子植入可使HCC患者TACE术后两年生存率从41%提高到59%。然而，由于不同患者HCC组织对I-125的放射敏感性存在差异，放疗不敏感HCC患者的治疗效果并不理想。因此，在临床实践中调控I-125对HCC诱导抗癌作用的分子机制必须明确。
环状RNA (circRNA)于20世纪70年代首次被发现，由于当时的技术，它被认为是前体RNA剪切错误的副产物，没有功能潜力。然而，circrna已被证明参与各种癌症的发展，包括HCC、乳腺癌、肺癌和胰腺癌。CircRNAs可以通过多种分子机制发挥作用，其中miRNA海绵。虽然有研究揭示了circRNAs在调节HCC细胞凋亡和增殖中的作用，但很少有研究探讨circRNAs在i -125诱导的HCC抗癌作用中的功能。
研究过程及发现
阐明I-125治疗肝癌的分子作用机制已成为临床研究的重点，是临床实践中亟待解决的问题。之前的研究揭示了eif2 α诱导的内质网应激通路在调节i -125诱导的抗肝癌作用中的作用。然而，这一通路的上游调控机制仍不清楚。基于之前的研究以及circRNAs和ZHX2在调节放射敏感性中的潜在作用，研究人员进行了RNA-seq来鉴定I-125治疗后差异表达的circRNAs和mrna。此外，研究人员还通过ChIP-seq鉴定了ZHX2的潜在靶点，这也与内质网应激途径有关。研究人员发现了circSEC11A/miR-3529-3p/ZHX2/GADD34轴在调节i -125诱导的肝癌抗癌中的重要作用。
研究人员发现低剂量辐射诱导的circMETRN在胶质母细胞瘤中发挥致癌作用，并作为miR-4709-3p的海绵调节放射敏感性。此外，基于临床样本的研究表明，circ_0071662不仅在HCC中表达下调并具有作为诊断生物标志物的功能，而且与放疗抵抗密切相关。然而，circrna在调控i -125诱导的抗癌作用中的作用尚未阐明。在本研究中，i -125处理的肝癌细胞的RNA-seq分析显示circSEC11A显著上调。细胞功能实验表明，敲低circSEC11A减弱了i -125在体内外对HCC的抗癌作用。此外，由于circSEC11A定位于细胞质，ceRNA网络被认为是circSEC11A的主要分子机制。实验证明miR-3529-3p逆转了circSEC11A在i -125诱导的抗癌作用中的功能。
研究表明，ZHX2可负调控AFP、GPC3和H19。在肝癌组织中，由于ZHX2启动子甲基化，ZHX2的表达显著降低，这与肿瘤分化程度呈正相关。研究表明，在肝癌组织中，ZHX2与MDR1的表达呈负相关，且ZHX2可以在转录水平抑制MDR1的表达，促进肝癌对化疗药物的敏感性。在本研究中，研究人员利用RNA-seq鉴定了I-125处理后ZHX2的差异表达水平，证实了I-125在体内和体外诱导了ZHX2的上调。此外，细胞和动物功能实验表明，ZHX2增强了i -125诱导的肝癌的抗癌作用。
在本研究中，研究人员通过RNA-和ChIP-seq对NT-RNAi和ZHX2- rnai SMMC7721细胞进行检测，发现GADD34可以使eIF2α去磷酸化并负调控eIF2α诱导的内质网应激通路，是ZHX2的潜在转录靶点。
本研究中，研究人员首先揭示了circSEC11A和ZHX2在i -125诱导的肝癌抗癌作用中的作用。进一步，基于circSEC11A在细胞质中的定位，研究人员预测miR-3529-3p是circSEC11A的海绵靶点，调控ZHX2。此外，研究人员通过检测包括凋亡、增殖和转移在内的抗癌表型，以确认circSEC11A/miR-3529-3p/ZHX2轴之间的相互作用。基于RNA-和ChIP-seq的富集分析结果，与内质网应激相关的通路在GO和KEGG分析中普遍存在，研究人员进一步探讨ZHX2的分子调控机制。总之，本研究证明了circSEC11A/miR-3529-3p/ZHX2/GADD34轴在i -125诱导的肝癌抗癌中的作用。
ZHX2通过调节GADD34促进i -125诱导的肝癌的抗癌作用
研究意义
综上，研究人员证实circSEC11A和ZHX2不仅在i -125处理的HCC细胞中表达上调，而且还增强了i -125诱导的肝癌抗癌作用。本研究结果阐明了I-125在HCC中诱导的抗癌作用机制，为I-125治疗HCC的更广泛临床应用奠定了基础。
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