《Translational Oncology》:circ-FSCN1 affects ferroptosis and cell viability in NSCLC via the miR-506-3p/SLC7A1 pathway
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研究人员已知环状RNA(circRNA)在不同癌症中具有调控功能,但其在非小细胞肺癌(NSCLC)中的调控作用尚不明确。本研究旨在通过高通量测序(HTS)检测circ-FSCN1在NSCLC细胞和组织中的表达水平。研究人员采用CCK-8、EdU及Transwe
研究人员已知环状RNA(circRNA)在不同癌症中具有调控功能,但其在非小细胞肺癌(NSCLC)中的调控作用尚不明确。本研究旨在通过高通量测序(HTS)检测circ-FSCN1在NSCLC细胞和组织中的表达水平。研究人员采用CCK-8、EdU及Transwell实验分析NSCLC细胞的生物学行为;通过双荧光素酶报告实验验证circ-FSCN1及其下游靶点的相互作用关系;利用成瘤及转移实验探究circ-FSCN1在NSCLC发生发展中的作用;并通过免疫荧光实验检测活性氧(ROS)沉积情况。研究结果显示,hsa_circ_0004175(circ-FSCN1)在NSCLC组织及细胞中表达上调。功能实验表明,敲低circ-FSCN1可抑制细胞迁移及增殖能力。机制研究发现,抑制miR-506-3p或过表达SLC7A1能够逆转sh-circ-FSCN1对H1299及A549细胞增殖和迁移能力的抑制作用;同时,过表达SLC7A1也可逆转miR-506-3p对上述细胞增殖和迁移的抑制效应。在铁死亡相关表型中,抑制miR-506-3p或过表达SLC7A1可逆转sh-circ-FSCN1促进H1299及A549细胞内ROS积累的作用;而过表达SLC7A1同样可逆转miR-506-3p增强的ROS积累效应。本研究表明,circ-FSCN1可通过调控miR-506-3p/SLC7A1通路影响NSCLC的铁死亡过程及细胞活力,提示其可作为NSCLC潜在的诊断生物标志物及治疗靶点。
该研究发表于《Translational Oncology》,针对非小细胞肺癌(NSCLC)预后差、复发转移及化疗耐药导致临床疗效受限的现状展开。环状RNA(circRNA)已被证实参与多种肿瘤的发生发展,但其在NSCLC中的具体调控机制尚未明确,因此研究人员旨在探索circ-FSCN1在NSCLC中的表达特征及功能机制。研究通过分析circ-FSCN1的表达谱、功能实验及分子机制验证,揭示其通过miR-506-3p/SLC7A1轴调控NSCLC细胞铁死亡及恶性表型的机制,为NSCLC的诊断和治疗提供了新的潜在靶点。
研究人员纳入35例NSCLC组织样本及对应癌旁组织,结合高通量测序筛选差异表达的环状RNA;采用荧光原位杂交(FISH)定位circ-FSCN1的亚细胞分布;通过RNase R消化实验验证circ-FSCN1的环状结构特性;利用双荧光素酶报告实验、RNA免疫沉淀(RIP)及挽救实验验证circ-FSCN1/miR-506-3p/SLC7A1调控轴的相互作用关系;通过体外细胞功能实验(CCK-8、EdU、Transwell)及体内裸鼠皮下成瘤、肺转移模型评估circ-FSCN1对NSCLC恶性进展的影响;采用免疫荧光检测活性氧(ROS)水平反映铁死亡状态。
hsa_circ_0004175(circ-FSCN1)在NSCLC组织及细胞中表达上调
高通量测序结果显示,NSCLC组织与癌旁组织存在显著差异的circRNA表达谱,其中hsa_circ_0004175(circ-FSCN1)表达显著升高。FISH实验证实circ-FSCN1定位于细胞质,且其表达水平与肿瘤分级呈正相关。RT-qPCR结果显示,circ-FSCN1在NSCLC细胞系(尤其是H1299和A549细胞)中表达高于正常支气管上皮细胞BEAS-2B。RNase R消化实验中,线性FSCN1 mRNA被降解,而circ-FSCN1未被降解,验证其为环状RNA结构,由FSCN1基因外显子环化形成,长度为548 bp。
circ-FSCN1下调抑制NSCLC细胞的迁移和增殖
研究人员构建circ-FSCN1沉默载体转染H1299和A549细胞,CCK-8及EdU实验显示,敲低circ-FSCN1显著抑制两种细胞的增殖能力;Transwell实验表明其迁移能力同步下降。体内实验中,皮下接种sh-circ-FSCN1修饰的A549细胞后,裸鼠肿瘤体积及重量均显著降低,Ki-67免疫组化染色阳性率下降;肺转移模型中,沉默circ-FSCN1可减少肺部转移灶数量,证实其抑制NSCLC的体内生长及转移。
miR-506-3p和SLC7A1是circ-FSCN1的下游靶点
AGO2 RIP实验显示circ-FSCN1可被抗AGO2抗体富集,提示其参与miRNA结合调控。circRNA pull-down及双荧光素酶报告实验证实,miR-506-3p可直接结合circ-FSCN1的野生型序列,突变结合位点后结合效应消失。进一步通过生物信息学预测及双荧光素酶验证,发现SLC7A1是miR-506-3p的下游靶基因,miR-506-3p可结合SLC7A1的3′-UTR区域抑制其表达。RT-qPCR结果显示,沉默circ-FSCN1可上调miR-506-3p表达并下调SLC7A1表达,而抑制miR-506-3p或过表达SLC7A1不影响circ-FSCN1的表达水平,证实miR-506-3p和SLC7A1是其下游效应分子。
抑制miR-506-3p或过表达SLC7A1逆转sh-circ-FSCN1对增殖和迁移的抑制作用
挽救实验显示,在沉默circ-FSCN1的H1299和A549细胞中,共转染miR-506-3p抑制剂或SLC7A1过表达载体,可恢复细胞的增殖及迁移能力。同时,免疫荧光实验表明,敲低circ-FSCN1导致的ROS积累可被抑制miR-506-3p或过表达SLC7A1所逆转,提示circ-FSCN1通过调控该通路影响铁死亡进程。
SLC7A1过表达逆转miR-506-3p对增殖和迁移的抑制作用
在过表达miR-506-3p的细胞中,SLC7A1表达显著下调;而转染SLC7A1过表达载体后,其表达水平回升,且可恢复被miR-506-3p抑制的细胞增殖及迁移能力。此外,miR-506-3p过表达诱导的ROS积累也可被SLC7A1过表达逆转,进一步验证SLC7A1位于miR-506-3p下游发挥促癌及抑制铁死亡的功能。
讨论部分指出,既往研究已证实circRNA在多种肿瘤中发挥调控作用,但circ-FSCN1在NSCLC中的功能尚未明确。本研究首次揭示circ-FSCN1通过“吸附”miR-506-3p解除其对SLC7A1的抑制作用,进而激活SLC7A1介导的抗氧化通路,抑制铁死亡并促进NSCLC细胞增殖和转移。该调控轴的发现为NSCLC的发病机制提供了新视角,circ-FSCN1有望成为NSCLC早期诊断的生物标志物及靶向治疗的潜在靶点。
结论部分表明,circ-FSCN1通过隔离miR-506-3p提升SLC7A1的表达水平,研究人员鉴定出circ-FSCN1/miR-506-3p/SLC7A1调控环路在NSCLC恶性进展中的生物学效应,提示其作为NSCLC候选治疗标志物的潜力。circ-FSCN1/miR-506-3p/SLC7A1轴参与铁死亡调控,本研究为NSCLC进展提供了新的机制见解。