环状RNA circ-AKT3翻译新的功能蛋白在脑胶质瘤中的分子机制研究

In recent years, researchers have found that many circRNAs contain an open reading frame (ORF) through high-throughput sequencing of circular RNA and bioinformatics analysis, suggesting the potential of circRNA to encode polypeptides or proteins. The biologically functional proteins translated by circular RNA have gradually become research hotspots in the field of circRNA. However, the biological function of new proteins translated from circular RNA in glioma is still unclear. In this study, circular-RNA high-throughput sequencing and bioinformatics analysis were used to identify circ-AKT3 as a translational circRNA in glioma. The new protein Akt-174aa significantly inhibit the oncological properties of glioma cell lines. This study aims to: 1. Confirm the fact that the new protein Akt-174aa is translated by endogenous circ-AKT3 and elucidate the translational mechanism. 2. Elucidate the biological function of the new protein Akt-174aa and its molecular mechanism. 3. Explore initially the application prospect of Akt-174aa in the clinical diagnosis and treatment of glioma. Through this study, we hope to further improve the new theory of circRNA translation and provide a theoretical basis for the application of new proteins in the clinical diagnosis and treatment of glioma.

近年来科研人员通过环状RNA高通量测序、生物信息学分析，发现了很多环状RNA含有开放阅读框，提示其很可能具有编码多肽或蛋白质的能力，环状RNA翻译具有生物学功能的蛋白质逐渐成为了环状RNA研究领域的新热点。然而在胶质瘤中由环状RNA翻译的新蛋白的生物学功能尚不清楚。本研究通过环状RNA高通量测序、生物信息学分析在胶质瘤中识别并鉴定了具有翻译潜能的circ-AKT3，其翻译的新蛋白Akt-174aa可以显著地抑制胶质瘤细胞系的肿瘤学特性。本研究的研究目标包括：1、证实内源性circ-AKT3翻译新蛋白Akt-174aa,并阐明其翻译机制。2、阐明新蛋白Akt-174aa的生物学功能及其发挥功能的分子机制。3、初步探索Akt-174aa在胶质瘤的临床诊疗工作中的应用前景。通过本研究我们希望进一步完善环状RNA翻译功能蛋白质这一新理论，并为新蛋白应用于胶质瘤临床诊疗工作提供理论依据。

环状RNA（circRNA）是非编码RNA家族的重要成员，主要通过microRNA海绵发挥作用，部分亦可通过翻译多肽或蛋白调控生物活动。胶质母细胞瘤是恶性程度最高的中枢神经系统肿瘤之一，其治疗困境至今难以突破。中枢神经系统内丰富的circRNA为胶质母细胞瘤的研究带来新契机。目前已发现circ-AKT3具有编码蛋白AKT3-174aa的能力，但是其具体的生物学功能和作用机制尚不明确。在胶质母细胞瘤组织标本中采用半定量法检测AKT3-174aa表达，评估其与胶质母细胞瘤患者临床预后的关系。运用慢病毒构建稳定过表达和敲低circ AKT3的胶质瘤细胞系，验证circ-AKT3编码蛋白AKT3-174aa对细胞增殖、成瘤能力和放疗抵抗等生物学功能的影响。利用WB、IP、GST-pull down、免疫荧光和激酶活性检测阐明AKT3-174aa的细胞定位及其分子机制。最后，在动物体内利用已构建的稳定细胞系验证AKT3-174aa生物学功能。.1 胶质母细胞瘤AKT3-174aa表达水平与患者总生存期呈正相关（P<0.05）。.2 体外实验揭示circ-AKT3编码的蛋白AKT3-174aa能显著抑制肿瘤细胞增殖、降低肿瘤细胞成瘤能力以及增强肿瘤细胞对放射治疗的敏感性，敲低circ-AKT3的表达则呈现肿瘤细胞恶性表征。circ-AKT3环状结构本身不具备功能，其编码的蛋白AKT3-174aa具有抑癌作用，可逆转肿瘤细胞恶性潜能。.3 AKT3-174aa通过与p-PDK1结合，竞争性抑制后者激活AKT308位点，从.而降低AKT磷酸化水平。.4 裸鼠颅内原位成瘤实验证实，与对照细胞相比，稳定过表达circ-AKT3的U251和U373细胞的致瘤性降低，成瘤小鼠生存期延长；相反，敲低circ-AKT3的Hs683和SW1783细胞具备成瘤能力，成瘤小鼠生存期缩短。.Circ-AKT3编码蛋白AKT3-174aa通过结合p-PDK1蛋白降低细胞中AKT磷酸.化水平抑制胶质母细胞瘤生长。AKT3-174aa可作为预测胶质母细胞瘤患者临床.预后的潜在分子标志物及胶质瘤治疗的备选基因。