环状RNA GRNas通过上调EGFR的表达促进胶质瘤恶性进展的分子机制和临床意义

Very recently, it has been found that mammalian RNAs are able to exist prevalently in closed circular form. This discovery is not only breaking our basic understanding of the form of RNA molecules, but also reshaping the existing framework of the molecular regulation theory. However, effects of circular RNAs on malignant progression of glioma remain almost unknown. Based on bioinformatics tools, 16 circular RNAs are chosen to be candidates that probably act as competing endogenous RNAs (ceRNAs) for the EGFR gene that plays a critical role in malignant progression of glioma. Subsequent experimental results show that the GRNas is the only one molecule whose expression correlates positively with EGFR. Moreover, GRNas knockdown can significantly decrease the expression level of EGFR mRNA. GRNas can also bind miR-128 targeting EGFR mRNA. These findings strongly suggest that GRNas is likely to function as a ceRNA for the EGFR through competition for miR-128 binding. Therefore, we will further investigate whether GRNas plays a regulatory role in EGFR expression and exerts an effect on malignant progression of glioma, by means of co-immunoprecipitation, reporter gene assay, gene overexpression and RNA interference. Additionally, we will evaluate the clinical significance of GRNas differential expression in tissue samples. This project aims to provide new targets and novel strategies for the prevention and treatment of malignant glioma.

哺乳动物RNA能以环状形式广泛存在，这一最新发现不但突破了人们对RNA分子形态的基本认识，更重塑了分子调控理论的原有框架。但环状RNA对肿瘤特别是胶质瘤恶性进展的影响，目前所知甚微。我们前期利用生物信息学手段筛选出16个候选环状RNA，它们都可能充当EGFR（在胶质瘤恶性进展中发挥重要促进作用的基因）的竞争性内源RNA（ceRNA）。随后的实验显示它们中只有GRNas与EGFR的表达呈正相关；进一步观察发现敲低GRNas可下调EGFR的表达，且GRNas能与靶向EGFR的miR-128发生结合。这高度提示GRNas可能通过竞争结合miR-128而充当了EGFR的ceRNA。因此，我们将采用免疫共沉淀、报告基因和信号阻断等方法进一步明确GRNas对EGFR的调控机制及其对胶质瘤恶性进展的影响；并对GRNas表达异常的临床意义做出评估。本项目的开展将有助于为恶性胶质瘤的防治提供新靶点和新策略。

胶质瘤是最常见的中枢神经系统原发性肿瘤，其中恶性程度最高的胶质母细胞瘤预后极差。当前，除了手术和放化疗等标准治疗方法之外，分子靶向治疗被认为是最具前景的治疗新途径。环状RNA是新近发现的一类潜在的分子靶点，其在胶质瘤恶性进展中的作用，目前研究甚少。本项目围绕“环状RNA GRNas在胶质瘤恶性进展中的调控作用及其临床意义”这一关键性科学问题开展了一系列研究。通过以下四个方面的研究工作，我们证实了GRNas可以充当EGFR的竞争性内源RNA，其能与靶向EGFR的miR-128发生结合并上调EGFR的表达，进而促进胶质瘤的恶性进展。首先，我们采用免疫共沉淀、报告基因、基因过表达及RNA干扰等方法阐明了GRNas通过miR-128调控EGFR表达的分子机制；其次，证实了GRNas能够促进胶质瘤细胞的恶性行为（包括增强侵袭和增殖能力以及抑制凋亡），并且是依赖于EGFR的信号途径；再次，利用小鼠移植瘤模型验证GRNas在胶质瘤恶性进展中的作用，明确了GRNas在体内能够促进肿瘤形成；最后，利用不同级别的胶质瘤临床样本，GRNas被证实在高级别的组织样本中呈现高表达，并且显著影响患者的生存期，提示其可以作为评价预后的分子标记物。此外，利用公共的高通量测序数据，我们还鉴定得到了一些在一定程度上受EGFR（主要是EGFRvIII突变体）调控的长链非编码RNA（lncRNA），延伸了EGFR的调控网络，并且为后续的研究揭示这些lncRNA的功能失调在胶质瘤发生发展中的作用奠定了基础。综合以上研究结果，我们加深了对恶性胶质瘤发病机制的认识，为该疾病的研究提供了新的理论基础；同时，我们的工作鉴定了新的分子标记物和潜在的治疗靶点，为该疾病的有效防治提供了新的途径。项目资助发表SCI论文3篇（总影响因子大于20），参编肿瘤学专著1本；在研期间与其他研究生导师共同培养硕士3名，均已毕业。项目获批经费23万元，累计支出20.7747万元，各项支出基本与预算相符。剩余经费2.2253万元，将用于本项目研究的后续支出。