摘要
乳腺癌是“世界第一大癌症”,其发病率逐年增长。三阴性乳腺癌(Triple-negativebreastcancer,TNBC)占所有乳腺癌亚型的15%至20%,是恶性程度和侵袭性最高的亚型。TNBC的特点是缺乏雌激素受体(EstrogenReceptor,ER)、孕激素受体(Progesteronereceptor,PR)和人表皮生长因子受体2型(Humanepidermalgrowthfactorreceptortype2,HER-2)的表达。与激素受体阳性和HER-2阳性亚型的乳腺癌不同,TNBC缺乏临床生物标志物和治疗策略。因此,筛选新的治疗靶点以改善TNBC患者的预后是迫切且必要的。环状RNA(circularRNA,circRNA)在TNBC组织中失调,并且与TNBC患者的临床病理特征和预后相关。此外,寻找具有高特异性和敏感性的circRNA将为TNBC的早期诊断、临床治疗和预后监测提供新的机遇。 为了识别和表征参与TNBC进展的功能性circRNA,本研究利用TNBC相关的转录组数据库结合132例TNBC临床样本分析表明,主要定位于细胞质中的环状的巨噬细胞加帽蛋白(circularMacrophage-cappingprotein,circCAPG)hsa_circ_0055412在TNBC细胞和组织中的表达上调,较高表达水平的circCAPG与TNBC患者较差的预后相关。生存曲线分析和受试者工作特征曲线分析表明,circCAPG具有作为判断TNBC预后的潜力。circCAPG对TNBC细胞增殖、迁移和侵袭至关重要,敲降circCAPG可以在体内和体外抑制TNBC的恶性进展。根据在线数据库circRNADb的预测,结合双荧光素酶和液相色谱-质谱实验的结果,circCAPG可以翻译成一个具有171个氨基酸的多肽,本研究将这个多肽命名为CAPG-171aa。细胞表型实验证明CAPG-171aa可以在体内和体外促进TNBC的恶性进展。将多肽CAPG-171aa回补至敲降circCAPG的TNBC细胞中,可以完全回补敲降circCAPG引起的表型,这表明circCAPG通过翻译的多肽CAPG-171aa在TNBC中发挥作用,与circCAPG的其他功能无关。 通过液相色谱-质谱实验和免疫共沉淀实验证明,在TNBC细胞中丝氨酸/苏氨酸激酶38(Serine/threoninekinase38,STK38)与CAPG-171aa结合,而不与母源蛋白巨噬细胞加帽蛋白(Macrophage-cappingprotein,CAPG)结合。STK38的蛋白水平在TNBC中下降,过表达STK38显著抑制TNBC细胞的恶性进展。进一步的研究表明,过表达CAPG-171aa导致STK38与SMAD特异性E3泛素蛋白连接酶1(SMADspecificE3ubiquitinproteinligase1,SMURF1)的结合减少,进而导致丝裂原激活蛋白激酶激酶2(Mitogen-activatedproteinkinasekinasekinase2,MEKK2)泛素化减弱和MEKK2蛋白的积累。相同的,circCAPG消耗导致MEKK2泛素化增加和MEKK2蛋白水平降低。放线菌酮(Cycloheximide,CHX)抑制实验证明,敲降circCAPG导致MEKK2蛋白质降解加快。MEKK2蛋白的减少通过抑制下游丝裂原激活蛋白激酶激酶1/2(Mitogen-activatedproteinkinasekinase1/2,MEK1/2)-细胞外信号调节激酶1/2(Extracellularsignal-regulatedkinase1/2,ERK1/2)信号通路抑制TNBC的恶性进展,这表明MEKK2蛋白是CAPG-171aa的重要下游蛋白。通过在过表达CAPG-171aa的TNBC细胞中敲降MEKK2进一步证明,MEKK2蛋白的减少可以抑制过表达CAPG-171aa引起的TNBC恶性进展,这表明CAPG-171aa通过激活下游的MEKK2信号通路在TNBC中发挥作用。 侧翼内含子互补序列和RBP(RNAbindingprotein,RBP)对于circRNA的生成至关重要。之前的研究表明,103种RBP在circRNA生成中可能发挥作用。本研究利用TCGA数据库结合实验验证发现,8个RBP在TNBC中失调。通过过表达和敲降实验证实,SLU7(SLU7-Homologsplicingfactor,SLU7)与circCAPG的形成可能相关。通过132例TNBC患者组织中SLU7与circCAPG表达水平的相关性分析,进一步证实SLU7与circCAPG呈负相关。RIP-qPCR(RNAimmunoprecipitationqPCR,RIP-qPCR)实验证实,SLU7通过结合circCAPG前体mRNA的上下游侧翼序列Alu(AluArthrobacterluteus,Alu)调控circCAPG的生成。之后,将任意一或两个Alu序列引入CAPG外显子6-8的上下游来创建不同的小基因构建体,结果证实CAPG外显子6-8上下游的Alu对于circCAPG的形成必不可少。 综上所述,SLU7介导circCAPG通过编码新型多肽CAPG-171aa并激活MEKK2-MEK1/2-ERK1/2通路促进TNBC的恶性进展。新发现的编码circRNA-circCAPG拓宽了我们对编码circRNA在TNBC中的认识,并且能够为临床治疗TNBC提供潜在的治疗靶点。