环状RNA circEzh2调控肝癌干细胞自我更新的分子机制研究

Liver cancer stem cells (liver CSCs) play critical roles in liver tumorigenesis, metastasis, drug-resistance and relapse. Circle RNA (circRNA) is a novel kind of noncoding RNA and participats in many physiological and pathological processes. However, the roles of circRNA in liver CSCs remain elusive. Taking advantage of circRNA sequencing, we found circEzh2 was highly expressed in liver CSCs and required for their self-renewal. We established circEzh2 knockout mice for liver tumorigenesis and molecular mechanism. On the basis of previous works, we will further investigate the molecular mechanism of circEzh2 in liver CSC self-renewal. We will also generate knockout mice of circEzh2 related genes, and use them to confirm the molecular mechanism, provide therapy targets for liver cancer and liver CSCs.

肝癌干细胞在肝癌发生、转移、耐药和复发过程中发挥关键作用。环状RNA（circRNA）是一种新型的非编码RNA分子，调控多种生理和病理过程。然而，circRNA在肝癌干细胞中的作用尚未报道。因此，本课题将深入研究circRNA对肝癌干细胞自我更新的调控及机制。我们通过circRNA测序，确定了circEzh2在肝癌干细胞中高表达并正向调控其自我更新。同时，我们构建产生了circEzh2敲除小鼠用于后续的肝癌诱导和机制研究。在此基础上，我们将使用肝癌样本和细胞系深入研究circEzh2调控肝癌干细胞自我更新的分子机制。我们将构建circEzh2通路相关的基因敲除小鼠，用基因敲除小鼠和肝癌小鼠模型验证circEzh2分子机制，为肝癌和肝癌干细胞治疗提供干预靶点。

肝癌是我国最严重的肿瘤之一。肝癌干细胞是肝癌中一小群具有自我更新和分化能力的细胞，在肝癌发生、转移、耐药和复发中发挥关键作用。然而肝癌干细胞的干性调控机制不明，已成为影响肝癌基础研究和转化研究的一大瓶颈。我们一直从事肝癌干细胞的基础研究和纳米靶向，发现了lncSox4、lncFZD6等调控肝癌干细胞的自我更新，并设计了多个纳米载体用于肝癌干细胞及其免疫微环境的调控。在该项目的研究中，我们通过分析circRNA-seq数据，结合circRNA表达量检测及肿瘤干细胞功能验证，发现了肝癌干细胞中高表达的环状RNA cia-MAF，cia-MAF敲除的肿瘤细胞中，肿瘤干细胞的比例显著下降，cia-MAF敲除小鼠形成肝癌的能力下降，产生的肝癌中干细胞减少，说明cia-MAF是肝癌发生和肝癌干细胞自我更新的关键因子。cia-MAF敲除能够导致多个转录相关蛋白的异常表达，其中MAFF是cia-MAF的功能性靶基因，MAFF的表达量在cia-MAF敲除的细胞中明显下调，同时MAFF敲除也能够削弱肿瘤干细胞的自我更新。我们还发现，cia-MAF招募TIP60-P400染色质重塑复合物到MAFF启动子区域，促进MAFF启动子区域的开放，并进一步促进MAFF的表达和肝癌干细胞的自我更新。该项研究还发现，在大部分的肝癌细胞中，靶向MAFF能够抑制肝癌干细胞的干性和肝癌的扩增；然而MAFA/MAFG拷贝数增加的细胞中，MAFG表达量很高，因此靶向MAFF无效。肿瘤非干细胞中，cia-MAF表达量低，相关调控途径不存在。总之，本项目发现了肝癌干细胞自我更新的关键调控因子cia-MAF及相关的信号通路（cia-MAF-MAFF通路），并为靶向MAFA/MAFG拷贝数非扩增型肝癌提供了一个潜在策略。