环状RNA-circPLK1调控三阴性乳腺癌生长转移和化疗敏感性的机制研究

We previously found that circular RNA plays an important role in the growth and metastasis of TNBC and have a prognosis value (Chen, et al. Theranostics, 2018; Chinese patent: ZL201710721878.8). Through the circular RNA chip and preliminary experiments, this project found that circPLK1 is highly expressed in TNBC, which is localized in cytoplasm and can bind to AGO2 protein, suggesting that circPLK1 may interact with miRNA. Knockdown of circPLK1 could up-regulate miR-940 and promotes proliferation and invasion of TNBC cells. Inhibition of circPLK1 expression can increase the sensitivity of TNBC to chemotherapy. Bioinformatics suggest that ETS1 is a target gene of miR-940. Thus, we propose a scientific hypothesis: circPLK1 can abolish the effect of miRNA on ETS1 by adsorbing miR-940, thereby promoting the growth and metastasis of triple-negative breast cancer and affect the sensitivity of chemotherapy. This project intends to use small animal imaging and other techniques to elucidate the regulatory mechanism of the upstream and downstream molecules of circPLK1, and provide a new theoretical basis and therapeutic target for the study of TNBC growth and chemotherapy sensitivity.

申请者前期证实环状RNA在三阴性乳腺癌中发挥重要作用（Theranostics,2018；中国专利）。为深入探讨环状RNA的作用及其机制，本项目预实验发现circPLK1在三阴性乳腺癌中高表达并提示不良预后；过表达circPLK1可促进三阴性乳腺癌增殖与侵袭，干扰circPLK1能提高三阴性乳腺癌细胞对紫杉醇和阿霉素的敏感性；生物信息学预测显示circPLK1能够与AGO2蛋白结合，并存在多个miR-940结合位点，而ETS1是miR-940预测的靶基因。由此我们提出科学假说：circPLK1可通过吸附miR-940，解除该miRNA对ETS1的作用，进而促进三阴性乳腺癌生长、转移并影响化疗敏感性。本项目拟采用FISH、RIP、ChIP和小动物成像等技术阐明circPLK1在三阴性乳腺癌生长与转移中的作用机制，为三阴性乳腺癌的发生发展提供新的理论依据和治疗靶点。

非编码RNA是表观遗传调控机制中非常重要的组成部分，参与了肿瘤的发生发展过程。环状RNA作为近5年被广泛研究的非编码RNA，其在不同肿瘤以及肿瘤与正常组织之间存在着表达差异。一些环状RNA已被证实与肿瘤疾病治疗疗效、预后相关。本项目通过对3对人三阴性乳腺癌肿瘤组织及其配对的正常乳腺上皮组织，三阴性乳腺癌细胞系（MDA-MB-231，BT549，MDA-MB-468）对比正常乳腺上皮细胞系(MCF-10A)，进行环状RNA基因芯片筛选三阴性乳腺癌的环状RNA差异表达谱。挑选其中在三阴性乳腺癌临床样本中，以及三阴性乳腺癌细胞系中表达量均增高的circPLK1进行功能研究。探讨circPLK1对三阴性乳腺癌的增殖，克隆形成,凋亡以及蒽环类药物敏感性的影响。根据MREs分析和荧光素酶报告基因检测，探讨circPLK1可能作为miRNAs海绵。细胞与动物实验验证了circPLK1/miR-940/ETS1轴对于三阴性乳腺癌的进展以及药物敏感性的影响，。通过原位杂交以及免疫组化评估了240例三阴性乳腺癌患者肿瘤组织中的circPLK1以及相关基因的蛋白表达水平，探讨circPLK1与三阴性乳腺癌患者临床病理因素以及预后的关系。结果提示:.1.circPLK1在三阴性乳腺癌细胞以及组织中高表达，具有促进三阴性乳腺癌恶性生物学行为的功能；在接受以蒽环类药物为基础的新辅助化疗的三阴性乳腺癌患者中，高表达circPLK1与非病理完全缓解（non-PCR）相关。.2.细胞以及动物实验证明，circPLK1可通过竞争性吸附miR-940，调控ETS1的表达，并且调控三阴性乳腺癌对于蒽环类药物的敏感性。高表达circPLK1表现出蒽环类药物抵抗的特性。.3.在三阴性乳腺癌患者当中，circPLK1高表达与淋巴结转移以及TNM分期相关，提示患者的预后不良。circPLK1与ETS1均高表达的患者非病理完全缓解率显著增高，并且此类患者预后不良。