Linc-AATBC对膀胱癌细胞自噬、凋亡的重要调控作用及分子机制研究

Long intergenic non-coding RNAs (lincRNAs) act as oncogenes or tumor suppressor genes in human cancer. Autophagy and apoptosis also play important roles in tumor progression. In our preliminary study, we found linc-AATBC was overexpressed in bladder cancer. After silence of linc-AATBC, the autophagic activity of bladder cancer cells was enhanced, apoptotic cells were increased and the lower activity of Akt and mTOR was detected, which are key factors in Akt-TSC1/2-Rheb-mTOR pathway. After suppression of autophagy by 3-MA, apoptotic cells resulted from the silencing of linc-AATBC were decreased. It suggested that linc-AATBC could decrease the apoptosis of cancer cells by inhibiting autophagy. Previous studies suggested that miR-7 acts as a tumor suppressor gene. Bioinformatic analysis illustrated linc-AATBC and the 3'UTR of PIK3CD, which is a catalytic subunit of PI3K, share several miR-7 binding sites. Based on the above basis, we aim to study the role of linc-AATBC in bladder cancer and the molecular mechanisms including that linc-AATBC increases the expression of PIK3CD by absorptively removing miR-7, activates the Akt-TSC1/2-Rheb-mTOR pathway and decreases the apoptosis of cancer cells via suppressing autophagy.

长链基因间非编码RNA在肿瘤中起着癌基因/抑癌基因功能，自噬与凋亡在肿瘤进展中亦有重要作用。我们预实验发现linc-AATBC在膀胱癌中高表达，沉默linc-AATBC能使膀胱癌细胞自噬活性增强、凋亡增加，Akt-TSC1/2-Rheb-mTOR通路的关键因子Akt、mTOR活性降低；应用3-MA抑制自噬后，沉默linc-AATBC所导致的肿瘤细胞凋亡减少，提示linc-AATBC通过抑制自噬减少肿瘤细胞的凋亡。既往文献及生物信息学分析提示：miR-7在恶性肿瘤中起抑癌基因功能，PI3K催化亚基PIK3CD的3'UTR与linc-AATBC均有多个miR-7结合位点。基于以上基础，本项目将研究：linc-AATBC在膀胱癌中通过吸附性清除miR-7，增加PIK3CD表达，激活Akt-TSC1/2-Rheb-mTOR通路，然后通过抑制自噬减少肿瘤细胞凋亡，在膀胱癌中发挥癌基因功能的分子机制。

长链基因间非编码RNA在肿瘤中起着重要的生物学功能。我们研究发现linc-AATBC在膀胱癌中高表达，而lincRNA AATBC的高表达与膀胱癌的高临床分期、病理分级显著相关（p<0.05）。体外实验表明，沉默AATBC后能够促进CKI p18表达，抑制Cyclin D1、CDK4的结合与激活，进而抑制Rb磷酸化，使肿瘤细胞阻滞于G1期，抑制膀胱癌细胞增殖；沉默AATBC后，发现膀胱癌细胞株凋亡增加，凋亡相关分子caspase-9 和caspase-3表达量上升，且增强了顺铂对膀胱癌细胞株的促凋亡能力，表明AATBC的高表达可以抑制膀胱癌细胞株的凋亡；信号通路探索发现，AATBC通过激活JNK信号通路与依赖Caspase的细胞内源性凋亡信号，促进膀胱癌细胞凋亡，而JNK信号通路抑制剂SP600125能逆转上述改变。此外，裸鼠成瘤实验表明沉默AATBC能抑制肿瘤的生长。因此，我们的研究发现了linc-AATBC通过调节细胞周期、内源性凋亡信号通路和JNK信号通路从而促进膀胱癌增殖、抑制其凋亡，有望成为膀胱癌的肿瘤标记物和治疗靶点。在本项目基金资助下，我们通过芯片筛选发现lncRNA GAPLINC 在膀胱癌组织中高表达且与膀胱癌患者不良预后相关，制研究表明GAPLINC可能通过调控细胞周期相关蛋白Cyclin D1、CDK4的表达水平、影响膀胱癌细胞G1/S期转化。成果已发表于《Oncol Lett》。 此外，利用基因芯片筛选，我们发现lncRNA LUCAT1在肾癌组织中高表达,与肿瘤高分期相关而与总体生存时间负相关，LUCAT1可能通过促进AKT蛋白的磷酸化水平，激活AKT/GSK-3β信号通路，从而促进肾癌细胞的增殖和侵袭能力。该成果已发表于《Cell Physiol Biochem》；通过筛选肾癌与癌旁组织差异表达的细胞因子，我们发现CXCL13在肾癌组织中高表达且与肾癌患者高分期和不良预后相关，机制研究表明CXCL13/CXCR5轴在肾癌中发挥重要作用。该研究已接收于《Front Oncol》。此外，筛选发现CEP55在肾癌组织中高表达，且与肾癌患者肿瘤高分期均呈正相关，与总体生存时间呈负相关，CEP55可能通过激活PI3K/AKT/mTOR信号通路，介导肾癌细胞发生EMT，增强其增殖、迁移侵袭能力。该成果已发表于《Clin Transl Oncol》。