Hsa_circ_0068515作为竞争性内源RNA在肺鳞癌发生发展中的作用及调控机制

Squamous cell carcinoma (SCC) as a type of lung cancer is one of the leading causes of cancer mortality worldwide. Circular RNA (circRNA) is a widely expressed noncoding RNA, which plays a key role in human diseases, especially in cancer. In our previous study, we employed arrays to analyze expression profiles of circRNAs and mRNAs in 5 paired samples of tumorous tissues and adjacent nontumorous tissues from SCC patients, and found that a circRNA molecule, hsa_circ_0068515, was significantly upregulated in SCC. In vitro assays indicated that knockdown of hsa_circ_0068515 by siRNA inhibited the proliferation of SCC cells. Overexpression of hsa_circ_0068515 promoted the proliferation. Bioinformatic analysis indicated that hsa_circ_0068515 had a potential role of competitive endogenous RNA (ceRNA). In this project, we will plan to investigate effects of hsa_circ_0068515 in apoptosis, migration and invasion in SCC cell lines and in nude mice. Using luciferase reporter assay and RNA immunoprecipitation assay (RIP), we will identify miRNAs molecules which are regulated by hsa_circ_0068515. Finally, we will examine the relationship between expression level of hsa_circ_0068515 and cancer progression in clinical samples of SCC. This study may provide novel clues for mechanism of development and progression of lung squamous cell carcinoma and new strategies for clinical treatment.

肺鳞癌是世界范围内发病率和死亡率最高的恶性肿瘤之一。环状RNA（circular RNA，circRNA）是一类最新发现的非编码RNA，它参与了多种肿瘤发生发展的调控过程。本项目前期通过对5例肺鳞癌患者癌和癌旁组织样本进行芯片筛选和分析，发现hsa_circ_0068515这一环状RNA分子在肺鳞癌中显著上调且能调控肺鳞癌细胞的增殖。核质分离实验表明该circRNA主要定位在胞浆中，生物信息学预测其对靶基因具有潜在ceRNA调控作用。我们拟进一步通过干扰和过表达实验，在细胞水平研究其对肺鳞癌细胞凋亡、侵袭迁移的影响，并在动物水平上进行验证；通过双荧光素酶报告基因、RNA免疫共沉淀等实验在分子水平检测与该circRNA结合的miRNA，确定其调控机制。结合临床样本，分析该circRNA的表达水平及临床病理因素，确定其是否对肺鳞癌具有临床预后判断价值，以期为肺鳞癌的治疗和预后判断提供实验依据。

肺癌是全球致死率最高的恶性肿瘤，其中非小细胞肺癌（Non-small cell lung cancer，NSCLC）是最常见的亚型，约占所有确诊病例的85%，主要包括肺鳞癌和肺腺癌两大类型。尽管在过去的几十年里，非小细胞肺癌的治疗取得了重要进展，但是非小细胞肺癌患者的总体治愈率和存活率仍然较低。因此，继续深入研究非小细胞肺癌的发生发展机制对于改善患者的预后具有重要的意义。环状RNA（circRNAs）是一类共价闭合的单链RNA分子，由RNA前体（pre-mRNA）通过反向剪接形成。近来研究表明，circRNAs 参与了多种生物学过程，包括自身免疫疾病、大脑发育以及肿瘤进展。但是目前关于circRNAs参与非小细胞肺癌进展的功能和机制研究仍然较少。继续深入研究circRNAs在非小细胞肺癌中的作用及机制将有助于进一步增加人们对于非小细胞肺癌的生物学认知和肿瘤进展机制的了解。.本课题中，我们首先对5例肺鳞癌患者癌和癌旁组织样本进行circRNA和mRNA表达谱筛选，并通过KEGG分析发现差异的mRNAs主要富集在细胞周期通路。然后将差异表达前100的circRNAs和富集到细胞周期的差异mRNAs进行共表达网络分析，筛选得到circTP63（Hsa_circ_0068515）作为关键circRNA。circTP63在肺鳞癌组织中显著高表达，且其高表达与肺鳞癌患者的肿瘤大小和分期正相关。体外和体内功能研究揭示circTP63可以显著促进肺鳞癌细胞增殖。机制研究发现 circTP63能够通过调控FOXM1而促进细胞增殖。我们进一步分析了circTP63-miRNAs-FOXM1的ceRNA网络、并通过双荧光素酶报告基因、生物素标记的miRNA-pull down等实验，证实circTP63能够竞争性结合miR-873-3p而调控FOXM1的表达。最后我们还发现circTP63通过调控FOXM1影响了下游分子CENPA、CENPB的表达，进而调控细胞周期，促进细胞增殖。.综上所述，该研究首次阐释了circTP63通过ceRNA竞争性结合FOXM1调控肺鳞癌进展的分子机制，为circRNAs调控非小细胞肺癌进展提供了新的认识。