长链非编码RNA LINC00152在结直肠癌转移中的作用机制研究

Long noncoding RNAs (lncRNAs) play key roles in tumorigenesis，which have become the research hotspot in life science. A novel lncRNA, LINC00152 from our RNA-seq data of colorectal cancer (CRC) was significantly up-regulated in CRC tumor tissues compared with matched normal tissues. And the LINC00152 expression was positively correlated with metastasis, TNM stage and poor survival in CRC samples. It was speculated that LINC00152 maybe function as a key regulator in CRC metastasis. Furthermore, we want to verify the function of LINC00152 in EMT and metastasis by overexpressing and knocking down LINC00152 in CRC cells; And ChIRP technology was used to identify a set of target genes of LINC00152 and to clarify the interaction network of LINC00152 in EMT and CRC metastasis. The second structure and key motif of LINC00152 would be elucidated to function as important roles using CRISPR/Cas9 technology. Taken together, this study will demonstrate a novel regulation pathway and biological mechanism in colorectal cancer and may provide a new idea for studying the roles of lncRNA in tumorigenicity.

近年成为生命科学研究热点的长链非编码RNA在肿瘤发生发展过程中发挥重要作用。本课题组先期通过分析结直肠癌组织RNA-seq数据发现长链非编码RNA LINC00152在结直肠癌组织的表达明显上调，且其表达与肿瘤转移、TNM分期和预后有关，推测LINC00152在结直肠癌转移过程中可能具有重要作用。因此本课题拟通过构建LINC00152过表达和shRNA载体研究其在调控结直肠癌EMT和转移过程中的作用；采用ChIRP技术筛选鉴定与LINC00152直接作用的下游靶基因确定其相互作用调控网络，利用CRISPR/Cas9技术研究LINC00152发挥生物学功能的RNA二级结构和关键基序；阐明LINC00152参与结直肠癌细胞EMT和转移调控的二级结构和作用分子机制。该课题研究的完成将阐明LINC00152调控肿瘤EMT和转移的全新生物机制，为研究长链非编码RNA在肿瘤中的作用机制提供新的思路。

长链非编码RNA(LncRNA)是表观遗传学调控的重要机制之一，已经成为近年肿瘤生物学领域的研究热点。LncRNAs参与肿瘤的表观遗传修饰、转录调控以及转录后等多层次的功能调控，但其在肿瘤中的作用模式、调控机制以及对肿瘤发生、发展的作用仍不清楚。.本课题组通过对配对的结直肠癌肿瘤和正常粘膜组织进行RNA测序分析发现长链非编码RNA LINC00152在肿瘤组织中的表达明显升高，并且采用为切割技术发现LINC00152在正常肠粘膜细胞、肿瘤细胞和肿瘤芽细胞中的表达水平依次升高。在TCGA和GEO公共数据库及实验室临床样本库中验证了LINC00152在结直肠癌中高表达，而且其表达与淋巴结转移、TNM分期和预后具有相关性，LINC00152高表达的患者预后差。采用荟萃分析对多个独立数据库进行系统分析证实了LINC00152可作为结直肠癌复发和预后的独立标志。以上临床数据提示LINC00152可能促进结直肠癌恶性进展。我们采用细胞学实验证实了LINC00152体外具有促进结直肠癌细胞增殖、迁移和侵袭的能力；小鼠体内实验室也证明了LINC00152体内也具有促进结直肠癌生长和转移能力。机制上，我们通过CHIRP实验结合质谱技术筛选鉴定Nucleolin （NCL）和KHDRSB （Sam68）与LINC00152相互结合，并进一步确定了LINC00152可通过其第一外显子序列与NCL的RNA结合区域中的第三到第四个结构域及C端功能区结合，而Sam68通过KH结构域与LINC00152相互结合。进而INC00152-NCL-Sam68复合物通过激活NF-κB信号通路诱导EMT促进结直肠癌细胞迁移和侵袭。另外我们通过测序发现LINC00152可以调控转录因子FOXC1的表达，而FOXC1通过转录激活MMP10，SOX4，SOX13等下游靶基因诱导结直肠癌细胞发生EMT，而FOXC1的Ser241和Ser272位点磷酸化受p38调控维持FOXC1蛋白稳定性进而增强FOXC1下游靶基因MMP10等表达促进结直肠癌的转移。.本研究主要揭示了长链非编码RNA LINC00152及其相互作用蛋白调控结直肠癌的转移的全新生物学机制，进一步深入研究可能为结直肠癌的诊断、预后及治疗提供新的靶点。