荜茇酰胺靶向抑制CPSF7延长WWP2 mRNA 3端非编码区长度的抗肝癌机制研究

3' untranslated regions (3'-UTR) lengthening via alternative polyadenylation increases oncogene expression results in HCC tumorigenesis. Our previous data shown that CPSF7 and WWP2 are highly overexpressed in HCC. Importantly, CPSF7 increased longer WWP2 mRNA 3'-UTR level in HCC. We also found that Piperlongumine (PL) downregulated CPFS7 and WWP2 resulting in HCC proliferation inhibition. We propose that PL plays an anti-tumor effect via targeting CPSF7 mediated WWP2 mRNA 3 '-UTR lengthening. We here will test the expression of CPSF7 and WWP2 in HCC tissue and analyze their relationship with clinical indexes and patients’ prognosis. We will study the mechanism of CPSF7 mediating WWP2 3 '-UTR lengthening and their anti-tumor activity. We also set to investigate the role CPSF7 and WWP2 in PL HCC induced proliferation inhibition in vitro and vivo. We suggest that CPSF7 and WWP2 are new biomarkers that act as targets of PL and provide experimental and theoretical basis for exploration PL therapy in HCC.

多聚腺苷酸化调控3端非编码区（3’-UTR）延长促使癌基因表达增加，促进肝癌发生发展。我们预实验结果发现CPSF7和WWP2在肝癌组织高表达，且CPSF7能增加HCC细胞长链WWP2 mRNA 3’-UTR比例。荜茇酰胺（PL）能下调CPFS7和WWP2，抑制肝癌细胞增殖。我们提出：CPSF7促使WWP2 3’-UTR延长，促进肝癌的发生，而PL靶向抑制CPSF7，阻断CPSF7延长WWP2 3’-UTR，发挥抗肿瘤作用。本项目中，申请者将观察CPFS7和WWP2在人HCC组织表达水平，分析其与HCC分期、预后等临床指标相关性，重点解释CPSF7和WWP2的抗癌作用和CPSF7促使WWP2 3’-UTR延长的分子机制。并利用多种方法体内外系统研究该分子机制在PL抗肝癌中的作用。旨在明确CPSF7和WWP2作为HCC新型标记物，并找到PL抗HCC的关键靶点，为开发PL治疗HCC提供科学根据。

原发性肝癌是全球范围内常见的消化道恶性肿瘤,癌基因表达及功能异常改变被认为是肝癌发生、发展的内在原因。选择性多聚腺苷酸化是mRNA修饰的关键步骤，介导基因表达及功能异常。然而，有关肝癌中选择性多聚腺苷酸环化的分子调控网络的研究仍相对缺乏，而且缺乏针对选择性多聚腺苷酸化的抗肿瘤策略。荜茇酰胺（Piperlongumine，PL）是从胡椒科植物荜茇根部提取的生物碱类化合物，具有广泛的抗肿瘤作用。我们的前期研究证实PL具有显著的抗肝癌作用。本研究中，我们首先利用多种分子生物学方法明确了剪切多聚腺苷酸化特异性因子7（CPSF7）在肝癌中表达及恶性生物学行为。其次，我们确证PL通过抑制CPSF7的表达，调控下游分子的表达及功能，实现抗肿瘤的作用及潜在机制。再次，我们从转录水平明确PL抗肿瘤的其他潜在分子调控机制。我们的研究结果发现：CPSF7在肝癌中表达异常升高，通过调控WWP2 mRNA的选择性多聚腺苷酸化，延长mRNA 3端非编码区长度，增加了全长链WWP2的表达，保留其泛素化连接酶活性，从而加速PTEN的降解，激活下游的AKT信号通路，促进肝癌细胞增殖和迁移。PL处理后肝癌细胞内RNA加工、编辑和剪切、选择性多聚腺苷酸化等修饰进程受到显著影响，CPSF7的表达被抑制，肝癌细胞的增殖能力显著下降。另外，我们还发现PL能够显著改变长链非编码RNA(lncRNAs)的表达。其中，LINC01391表达被PL上调，与ICAT结合，共同抑制Wnt/β-catenin途径的传导，从而实现抗肝癌的目的。这一系列研究均表明CPSF7、WWP2、LINC01391、ICAT等因子是肝癌复杂生物学进程中的重要调控分子。针对这些新型的标志物研发抗肝癌的小分子抑制剂具有潜在的临床转化意义。总之，本研究证实了PL可在转录或转录后水平显著影响肝癌细胞恶性生物学行为，起到抗肝癌的作用，为后续进一步深入研究提供了新的思路和理论依据。