胃癌是全球第五大常见癌症，也是癌症相关死亡的第三大原因[1]。虽然相关研究已经取得了很大的进步，但胃癌患者的早期诊断率、根治性切除率和五年生存率仍然不令人满意[2,3]，因此，迫切需要寻找更有效的生物标志物和治疗靶点。越来越多的研究表明，环状RNA（CircRNA）是癌症发生和发展的关键调节因子，然而，CircRNA在胃癌中的生物学作用和机制仍不清楚。

2022年7月2日，江苏省检验医学重点实验室许文荣团队在Molecular Cancer上发表了题为“Circular RNA EIF4G3 suppresses gastric cancer progression through inhibition of β-catenin by promoting δ-catenin ubiquitin degradation and upregulating SIK1”的研究论文。研究发现了一种新的环状RNA（circEIF4G3），揭示了circEIF4G3在胃癌细胞中，通过调节δ-catenin稳定性和miR-4449/SIK1轴发挥肿瘤抑制作用。circEIF4G3可能为胃癌治疗提供一个有前景的预后生物标记物和治疗靶点。

 

 

研究结果：作者的研究揭示了一种新的circRNA（circEIF4G3)在胃癌进展中的作用，并阐明了其作用机制（图1）。circEIF4G3通过形成circEIF4G3/δ-catenin/TRIM25 RNA-蛋白质三元复合物破坏δ-catenin的稳定性，从而增强TRIM25介导的泛素化和δ-catenin的蛋白质降解。此外，circEIF4G3起到miR-4449海绵的作用，进而促进SIK1的表达。这种双重调节导致β-catenin信号失活进而抑制胃癌进程。因此，作者的发现为胃癌预后提供了一个有前景的生物标志物，并为胃癌治疗提供了潜在的靶点。

 

图1. circEIF4G3在胃癌中的作用机制模型

 

首先，作者分析了GEO的微阵列数据集 (GSE89143、GSE78092 和 GSE93541)，鉴定胃癌细胞中差异表达的circRNA（图2）。根据相对表达水平，作者选定has_circ_ 0007991作为下一步研究的靶点，并将其命名为circEIF4G3，通过qRT-PCR检测发现circEIF4G3在人类胃癌细胞和组织中显著低表达。

 

图2. 胃癌细胞中差异表达的circRNA

 

作者通过构建circEIF4G3敲低与过表达的细胞模型，同时通过体外功能实验和体内功能研究探讨了circRNA在胃癌细胞中的生物学作用，结果表明circEIF4G3在胃癌中发挥肿瘤抑制作用(图3)。

 

图3. circEIF4G3过表达减弱胃癌细胞生长和转移

 

为进一步探索其机制，作者进行了TRAP（Tagged RNA affinity purification，是一种检测与RNA结合的蛋白质的检测方法）、质谱和RIP分析潜在的circEIF4G3相互作用蛋白（图4），结果表明circEIF4G3通过与δ-catenin相互作用来调节β-catenin信号，并进一步通过蛋白酶体抑制剂MG132和β-catenin途径激活剂LiCl实验，探索circEIF4G3对δ-catenin降解的影响，结果表明circEIF4G3通过增强泛素依赖性降解来调节δ-catenin的稳定性。

 

图4.circEIF4G3与δ-catenin相互作用使β-catenin信号失活

 

TRAP分析中筛选由circEIF4G3共沉淀的蛋白质，以寻找用于δ-catenin泛素化的潜在的E3连接酶，共免疫沉淀发现TRIM25与δ-catenin结合。通过免疫荧光发现circEIF4G3、TRIM25和δ-catenin共同定位于胃癌细胞的细胞质中（图5）。在TRIM25过表达的胃癌细胞中δ-catenin泛素化增加，表明TRIM25作为泛素E3连接酶在胃癌细胞中发挥作用，用于circEIF4G3调节的δ-catenin泛素化和降解。

 

图5. δ-catenin和TRIM25蛋白在胃癌细胞中的IP与共定位

 

同时circEIF4G3的过表达，增强了胃癌细胞中的TRIM25和δ-catenin之间的关联，表明circEIF4G3作为支架促进TRIM25和δ-catenin之间的相互作用，并随后促进TRIM24介导的δ-catenin泛素化和降解。结合RIP和荧光素酶报告实验，表明circEIF4G3可能通过在胃癌细胞中吸附miR-4449发挥其抑瘤作用（图6）。

 

图6. 荧光素酶报告实验揭示miR-4449与circEIF4G3的结合

 

对受circEIF4G3调控的miR-4449的靶基因盐诱导激酶（SIK1）进行研究，双荧光素酶报告实验表明SIK1是miR-4449的直接靶点（图7），肿瘤和临近非肿瘤组织中SIK1基因的表达分析表明，circEIF4G3过表达可显著抑制胃癌细胞的增殖、迁移和侵袭，这种抑制作用可以通过同时敲除SIK1而逆转。结果证明circEIF4G3调节miR-4449/SIK1轴以使胃癌中的β-catenin信号失活。

 

图7. 荧光素酶报告实验揭示SIK1是miR-4449的直接靶点

 

综上所述，作者的发现揭示了在胃癌细胞中，circEIF4G3通过调节δ-catenin稳定性，并作为miRNA海绵调节miR-4449/SIK1轴的双重调节机制发挥肿瘤抑制作用，CircEIF4G3可能作为胃癌细胞的一个有前途的预后生物标记物和治疗靶点，对胃癌侵袭转移机制的研究和靶点的研究具有重要意义。

 

原文链接：

https://molecular-cancer.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12943-022-01606-9

参考文献：

1. Siegel RL, Miller KD, Jemal A. Cancer statistics, 2020. CA Cancer J Clin. 2020;70(1):7–30

2. Sexton RE, Al Hallak MN, Diab M, Azmi AS. Gastric cancer: a comprehensive review of current and future treatment strategies. Cancer Metastasis Rev. 2020;39(4):1179–203.

3. Russo AE, Strong VE. Gastric cancer etiology and management in Asia and the West. Annu Rev Med. 2019;70:353–67.

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