《Frontiers in Cell and Developmental Biology》:Divergent roles of circMPP6 and its parental gene MPP6 in non-small cell lung cancer
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本文系统揭示了circMPP6与其母基因MPP6在非小细胞肺癌(NSCLC)中的功能分化:MPP6通过上调SLC7A11促进肿瘤增殖与谷胱甘肽(GSH)合成,而circMPP6通过拮抗MPP6/SLC7A11轴抑制糖酵解代谢与氧化还原平衡,为circRNA-母基因调控网络提供了新的病理机制视角。
背景
非小细胞肺癌(NSCLC)占肺癌病例的85%,其进展与蛋白编码基因(如EGFR、ALK突变)和环状RNA(circRNA)的调控密切相关。本研究聚焦于源自MPP6基因的circMPP6(hsa_circ_0001686),通过对比circMPP6与线性MPP6转录本的功能,揭示二者在NSCLC中的相互作用机制。
材料与方法
在A549细胞中通过RNase R耐受实验和Sanger测序验证circMPP6的环状结构,并分析10对NSCLC患者癌与癌旁组织中circMPP6与MPP6的表达相关性。通过过表达circMPP6、MPP6及敲低SLC7A11进行RNA测序,结合富集分析、染色体水平差异基因定位、CCK-8增殖实验、裸鼠移植瘤模型、乳酸/谷胱甘肽检测、Western blot及公共数据库(TCGA/GEO)预后分析,系统评估其生物学效应。
结果
- 1.
表达特征:MPP6在肿瘤组织中呈上升趋势,而circMPP6无显著变化;在癌旁组织中二者表达正相关,但在肿瘤中相关性消失。
- 2.
转录组调控:circMPP6过表达产生765个差异表达基因(DEGs),MPP6过表达产生334个DEGs,二者共同富集于缺氧相关通路。67个基因被circMPP6上调却被MPP6下调,且同样关联缺氧信号。
- 3.
染色体分布:circMPP6相关DEGs集中于19号染色体,MPP6相关DEGs富集于17号染色体。
- 4.
功能验证:MPP6促进细胞增殖,而circMPP6单独无影响,但可拮抗MPP6的促增殖作用(体外及体内实验一致)。circMPP6降低乳酸与谷胱甘肽水平,MPP6则提升谷胱甘肽;机制上,circMPP6下调SLC7A11蛋白,MPP6上调该蛋白。
- 5.
预后模型:基于circMPP6调控基因构建的预后模型在GSE72094中显示高风险组预后不良,MPP6高表达与LUAD患者生存率下降显著相关。
讨论
circMPP6通过抑制SLC7A11介导的谷胱甘肽合成,抵消MPP6的促癌作用,体现了circRNA与母基因的功能拮抗。生物信息学预测提示hsa-miR-188-3p和hsa-miR-1305可能介导circMPP6对SLC7A11的调控,但需进一步实验验证。研究局限性包括细胞模型单一及临床样本量较小,未来需拓展多细胞系验证及机制深挖。
结论
circMPP6与MPP6在NSCLC中呈现功能分化:MPP6驱动肿瘤生长,而circMPP6通过代谢重编程发挥抑癌作用,为靶向circRNA-母基因轴的治疗策略提供新思路。