長鏈非編碼RNA核苷酸代謝調節劑(lincNMR)是在肝細胞癌中誘導的RNA長非編碼(lncRNA)。它的耗竭會導致癌細胞增殖缺陷,觸發衰老并抑制克隆形成。lincNMR調控核苷酸代謝的大戲由此拉開帷幕。
思 路:
結 果:
1. LincNMR消耗會損害細胞活力、細胞增殖和誘導衰老
分析TCGA肝癌患者的RNA測序數據集,217個lncRNA顯著表達;轉錄本RP6-65G23.3導致細胞活力下降最強烈,命名為lncRNA lincNMR。肝癌細胞中lincNMR敲低后活力和增殖下降、G0 / G1期細胞增多,過表達則相反。lincNMR的消耗觸發了衰老,衰老是促炎性細胞因子IL-1a和IL-1誘導的,敲低lincNMR后IL-1a和IL-1和衰老相關分子表達上調。
2. lincNMR在多種癌癥中被誘導,并在體內影響腫瘤生長
多種腫瘤也顯著誘導lincNMR表達。建立異種移植模型,發現源于lincNMR耗盡的細胞的腫瘤大小明顯小于對照組,腫瘤重量也減少。
3. lincNMR與YBX1蛋白結合,調節細胞存活
交聯RNA與MS聯合鑒定出701種蛋白質;分析它們與肝癌生存的相關性,鑒定出22種蛋白質。肝癌患者中,YBX1作為一種潛在的結合伙伴出現,與生存率有很強的相關性。在lincNMR轉錄本中使用RBPmap搜索靶基因中預測的RBP結合位點,發現了3個YBX1位點和2個SRSF3位點。突變lincNMR中三個預測的共有YBX1預測位點中的第一個廢除野生型lincNMR的增殖修復能力。UV-RIP、免疫沉淀、RNA下拉實驗驗證lincNMR RNA與YBX1之間的相互作用。在肝細胞癌患者中高YBX1表達與生存率顯著關聯,YBX1敲低細胞的抑制增殖率達到50%,類似于lincNMR敲低效應。擊倒lincNMR降低YBX1活性,過表達YBX1部分挽救了由lincNMR敲除引起的增殖缺陷。這些表明lincNMR與YBX1相互作用并調節細胞增殖。
4. 在核苷酸代謝中lincNMR和YBX1有共同靶基因
lincNMR敲低后強烈下調的蛋白質中,確定了核苷酸代謝通路中RRM2、TK1、TYMS和其他關鍵酶。lincNMR耗盡或TYMS缺失后,RRM2、TK1和TYMS蛋白減少,建立了lincNMR -YBX1-RRM2 / TK1 / TYMS軸。 RRM2,TK1和RRM2敲低后損害細胞增殖。同樣,RRM2抑制劑三氮平誘導細胞周期進程在G1期停止,類似于lincNMR敲低;敲低YBX1,TK1或TYMS也會明顯誘發細胞衰老。lincNMR,YBX1,TK1,TYMS也顯著抑制肝癌細胞集落形成能力。所有三個目標基因RRM2,TK1和TYMS與肝癌的不良生存率顯著相關,人類肝細胞癌樣本YBX1的表達與RRM2,TK1和TYMS mRNA表達顯著相關。ChIP、熒光素酶測定實驗揭示YBX1蛋白與RRM2、TK1和TYMS的啟動子區域相互作用。以上表明,lincNMR、YBX1、RRM2,TK1、TYMS的調控作用。
5. LincNMR耗竭降低dNTP水平
進一步研究dNTPs的水平是否會受到相應影響。細胞系中敲低lincNMR后,所有四種dNTPs、均顯著下調,YBX1敲除有同樣效果。提供外源性dNTP可拯救lincNMR敲低對細胞增殖的影響,這種作用是劑量依賴性,說明核苷酸代謝在肝癌細胞增殖功能中的作用。
總 結:
1. LincNMR影響細胞活力、增殖、衰老、集落形成和體內腫瘤形成和生長。
2. 在分子水平上,lncRNA lincNMR結合到YBX1,增加其活性導致RRM2 、TK1和TYMS酶的上調,進而介導核苷酸代謝。