Circ-WHSC1介导结直肠癌转移的经典竞争性抑制途径和非经典途径及其调控机制探讨

Metastasis is the main cause of death in patients with colorectal cancer (CRC). Recently, we identified a circular RNA, circ-WHSC1, by mouse model of liver metastasis of CRC and RNA (transcriptome)-sequencing, which was significantly elevated in the liver metastasis than in situ tumors of CRC. In vivo and in vitro experiments showed that circ-WHSC1 contributes to the metastasis of CRC. Interestingly, circ-WHSC1 plays not only as miRNA sponge for miR-199b-5p via a classical competing endogenous RNA pathway but also as a key regulator of H3K36me2. Based on these findings, we propose a key functional role of circ-WHSC1 in CRC metastasis by a classical competing endogenous pathway and a non-classical pathway. We will further investigate the role of circ-WHSC1-mediated a classical competing endogenous pathway and a non-classical pathway in the CRC metastasis and the potential mechanisms involved using in vivo mouse models for CRC metastasis, in vitro cell models of CRC and clinical samples of CRC patients. Our study will uncover circ-WHSC1 as a new functional molecule in CRC.

结直肠癌转移是临床结直肠癌患者死亡的主要原因。前期我们基于小鼠肝转移模型的全转录组测序策略发现，circ-WHSC1在肝转移灶中水平显著高于原发肿瘤；体内和体外实验证明其具有促进结直肠癌转移的作用；并且circ-WHSC1可通过竞争性抑制miR-199b-5p发挥其经典的miRNA海绵作用，同时它还对组蛋白H3K36me2水平具潜在的调节作用。基于此我们提出，circ-WHSC1通过经典途径和非经典途径介导结直肠癌的转移。本研究拟应用结直肠癌相关细胞系及结直肠癌临床组织标本，从整体动物模型、细胞模型及临床标本等方面明确circ-WHSC1在结直肠癌进展特别是转移中的作用，并探讨其经典竞争性抑制途径和非经典途径的调控机制及相互作用。

结直肠癌（CRC）是临床常见的消化恶性肿瘤，其发病机制复杂且患者预后差，是临床面临的难题之一。目前我国CRC发病率和死亡率逐年升高，因此对其进行深入研究也是顺应国情。CircRNA是一类由pre-mRNA 反向剪接具有共价闭环结构的非编码RNA，其在肿瘤发生发展中的功能及调控机制是目前的研究热点之一。越来越多的研究表明circRNA及相关表观遗传修饰的失调 在CRC 的不同阶段都存在，但CRC其中的功能和调控机制仍有待深入研究。本项目应用CRC相关细胞系及CRC临床组织标本，从整体动物模型、细胞模型及临床标本等多个层面探索CRC相关circRNA及可能存在的表观遗传修饰机制在CRC进展中的作用进行研究。主要取得了如下成果：.1）我们发现进化保守的circ-NSD2能促进CRC转移。临床标本结果显示circ-NSD2在肿瘤组织中丰度显著高于癌旁组织，且随CRC恶化程度升高表达显著升高。进一步功能实验证实其在细胞及动物模型中都可以促进CRC转移。我们证实circ-NSD2作为miRNA海绵降低miR-199b-5p的抑癌作用，进而提高DDR1和JAG1促进细胞迁移和转移的促癌作用。整体来说我们发现了一个新的促进CRC转移的信号通路，即circ-NSD2/miR-199b-5p/DDR1/JAG1（Chen et al. J Pathol.2018）。这一研究希望能为CRC转移患者的诊断和治疗提供靶点。 .2）我们进一步探索其在CRC耐药中的作用和调节机制。通过5-FU处理的PDX、类器官以及耐药株模型，发现circ-NSD2在5-FU处理后表达显著升高；进一步功能实验结果证实circ-NSD2促进CRC细胞增殖、生长以及干细胞特性。深入研究其机制我们发现circ-NSD2与NSD2蛋白结合，从而增强NSD2在细胞核的富集来增强H3K36me2水平，同时降低H3K27me3水平，进而引起CDK4/CDK6转录增加，促进细胞自我更新（文章投稿中）。这一研究希望为临床CRC的治疗提供新的潜在靶点。.3）我们还对CRC细胞中表观遗传相关调控机制进行探索，发现了新的促进CRC细胞迁移和侵袭的信号通路（Front Cell Dev Biol, 2020；Oncogenesis, 2020），为临床结直肠诊断和治疗提供可能靶点。