长链非编码RNA CASC9拷贝数扩增调控非小细胞肺癌发生的机制研究

Recent studies indicated that lncRNAs play important roles in regulation of cancer cells proliferation, apoptosis, and metastasis. By whole genome sequencing and transcriptome sequencing of non-small cell lung cancer (NSCLC), combining with TCGA data analysis, we screened out a long noncoding RNA CSAC9 with high copy number amplification in NSCLC. Cell experiments confirmed CASC9 could significantly affect NSCLC cell proliferation and cell migration. RNA pull down, Mass spectrometry and RIP assay proved that CASC9 could bind to HNRNP K and IGF2BP1 in the nucleus and cytoplasm respectively. And the expression of CASC9 was positively correlated with HNRNP K / IGF2BP1. Accordingly, we propose the following hypothesis: CASC9 could regulate the expression of potential target genes at the transcriptional and post transcriptional level, thus promoting the tumorigenesis of NSCLC. We will expand the number of clinical samples, and confirm the hypothesis with the related technology. Moreover, our work will rich the understanding about the molecular mechanisms of tumorigenesis of NSCLC and provide a new basis for NSCLC clinical individual therapy and molecular targeted therapy.

LncRNAs普遍参与肿瘤细胞增殖、凋亡、转移等调控过程。CASC9是本课题组通过对非小细胞肺癌（以下简称肺癌）全基因组测序结合转录组测序，同时结合TCGA大数据分析筛选出的一条拷贝数扩增驱动的高表达于肺癌的长链非编码RNA。细胞实验证实沉默CASC9能够明显抑制肺癌细胞增殖迁移等功能。RNA pull down联合质谱、RIP等实验发现CASC9在胞核和胞质中可同时绑定HNRNP K和IGF2BP1，且CASC9表达与HNRNP K/IGF2BP1正相关，据此提出以下科研假说：CASC9基因拷贝数扩增导致其高表达，CASC9在胞核和胞质中通过绑定HNRNP K和IGF2BP1分别在转录、转录后水平调控相关靶基因表达，从而促进肺癌发生。本课题组将扩大临床样本量，并运用相关技术证实上述假设，丰富肺癌发生发展的分子机制研究，为临床肺癌诊断、治疗提供理论依据。

肺癌是危害我国居民健康的主要恶性肿瘤之一。其中非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）是肺癌的主要发病类型，包括肺腺癌(LUAD)及鳞癌(LUSC)两大病理亚型，针对肺癌发生的分子机制进行深入研究一直是研究关注的热点。既往的研究大多着眼于编码基因，近年来，长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）已经引起了越来越多的关注，恶性肿瘤是目前lncRNA 研究最为活跃的领域之一。LncRNAs普遍参与肿瘤细胞增殖、凋亡、转移等调控过程。本课题主要针对lncRNA CASC9在肺癌发生中的功能和分子机制进行研究。我们通过对课题组前期已有肺癌全基因组和转录组测序进行分析，结合TCGA肺癌数据，发现CASC9 拷贝数扩增与CASC9 表达水平呈现显著正相关，CASC9 拷贝数扩增确实可驱动其在肺癌中激活，并且高表达的CASC9提示肺癌不良预后。通过采用干扰和过表达策略，功能实验发现敲低CASC9能明显抑制肺癌细胞增殖和转移能力，过表达CASC9能够促进肺癌增殖和转移能力。通过构建CASC9 干扰的慢病毒载体，将细胞分别皮下和尾静脉注射入免疫缺陷小鼠以构建皮下成瘤和肺转移模型，结果发现敲低CASC9能明显抑制肺癌细胞体内的增殖和转移能力。通过RNA pull down联合质谱，RIP，RNA seq和ChIP等实验对CASC9调控机制研究发现，CASC9主要表达于细胞核中, CASC9可通过绑定hnRNP K蛋白，发挥转录调控作用，调控代谢酶PDHX表达，从而影响线粒体代谢，促进肺癌发生。本研究可丰富肺癌发生发展的分子机制，为临床肺癌诊断治疗提供理论依据。