环状RNA CDR1as通过竞争性抑制miR-1270及PTBP1上调p21参与膀胱癌顺铂化疗敏感性调节的机制研究

Cisplatin-resistance influences the long-term survival of patients with bladder cancer, while cell cycle retards induced by p21 has been one of the mechanisms of cisplatin chemosensitivity. Preliminary results: ①The second generation sequencing and related experiments showed that circular RNA CDR1as was upregulating in bladder cancer tissue which were resistant to the treatment of cisplatin and participanted in the regulation of bladder cancer to cisplatin. ② Experiments showed that CDR1as could competitively bind to miR-1270 and RNA binding protein PTBP1. In the meanwhile, miR-1270 and PTBP1 played important roles in regulating the chemosensitivity of cisplatin. ③ p21 was found to be the target gene of miR-1270 and PTBP1 and was positive regulated by CDR1as. ④G1 phase retards mediated by p21 has been confirmed to enhance the sensitivity of bladder cancer to cisplatin. Accordingly, we proposed that CDR1as could competitively bind to miR-1270 and PTBP1 and thus upregulate p21, and then lead to G1 cell-cycle arrest, which finally sensitize bladder cancer to cisplatin. This program aims to explore the mechanisms through which CDR1as may sensitize bladder cancer to cisplatin at molecular, cellular, animal and population level and offer new ideas for the research of cisplatin resistance.

顺铂化疗抵抗影响了膀胱癌患者的长期生存，p21介导的细胞周期阻滞是顺铂化疗敏感性调节的重要机制之一。前期研究：①二代测序结果及相关实验显示环状RNA CDR1as在膀胱癌顺铂化疗敏感患者的癌组织中呈高表达，且参与膀胱癌顺铂化疗增敏的调节；②实验结果表明CDR1as能竞争性结合miR-1270及RNA结合蛋白PTBP1，且miR-1270及PTBP1参与顺铂化疗敏感性的调节；③实验结果支持p21是miR-1270及PTBP1的靶基因，且受到CDR1as的正向调控；④实验证实p21介导的G1期阻滞参与了膀胱癌顺铂化疗敏感性的调节。据此提出假说：CDR1as能够通过竞争性抑制miR-1270及PTBP1而上调p21，增加G1期细胞阻滞，进而增强膀胱癌细胞顺铂化疗的敏感性。本项目将从分子、细胞、动物、人群等层面，探索CDR1as调控膀胱癌顺铂化疗敏感性的机制，为膀胱癌顺铂耐药的研究提供新思路。

顺铂为基础的化疗方案是治疗膀胱癌的重要武器，顺铂化疗耐药的出现是患者致死的重要原因，目前对于其机制尚未完全阐明。该项目旨在探讨环状RNA CDR1as在膀胱癌顺铂化疗敏感性中的作用和机制。本研究依托分子生物学技术及生物信息学分析，在前期基础上进行深入探索，并在取得一定研究成果之后，进一步开展环状RNA及表观遗传学的深入探索。首先我们在膀胱癌组织和细胞系中验证了CDR1as的低表达，通过生存分析发现其与病人预后正相关，成功构建CDR1as过表达及敲低病毒载体，在体外观察到了过表达CDR1as能够抑制膀胱癌的增殖、迁移、侵袭，体内实验同样也观察到了CDR1as对裸鼠膀胱癌皮下荷瘤的生长抑制作用。课题组还观察到了CDR1as能够增强膀胱癌细胞的凋亡和顺铂化疗敏感性，体内实验也发现了CDR1as可以促进荷瘤裸鼠对顺铂化疗的敏感性。课题组发现CDR1as通过靶向吸附miR-135a和miR-1270，促进抑癌基因P21和APAF1的表达，进一步的挽救实验也验证了该通路在膀胱癌进展和顺铂化疗敏感性中的重要意义。在此基础上，我们进一步探索了其他环状RNA如circITCH，circFAM114A2以及RNA甲基化相关蛋白在膀胱癌发生发展以及顺铂化疗敏感性中的影响和潜在作用机制。明确了circITCH可以通过靶向吸附miRNA的机制抑制膀胱癌的进展，circFAM114A2则可以促进膀胱癌顺铂化疗的敏感性。促甲基化相关蛋白如METTL3，ALYREF可以通过不同方式促进膀胱癌的进展，而去甲基化相关蛋白如ALKBH5则可以抑制膀胱癌的进展和顺铂化疗耐药的出现。综上，本研究初步证实了CDR1as/miR-135a/P21和CDR1as/miR-1270/APAF1两条通路在膀胱癌发生发展和顺铂治疗中的意义，同时课题组进一步拓展了研究领域，为后续研究开展打下基础。