Adv Sci︱陆燕/刘鹏渊团队揭示环状RNA抑制卵巢癌发生发展的新机制

卵巢癌是女性生殖系统中最致命的恶性肿瘤之一，其发病率逐年上升。由于缺乏特异性生物标志物和早期症状不明显，大多数患者在确诊时已处于晚期，五年生存率低于30%【1, 2】。目前，除了BRCA1/2基因外，有效的治疗靶点较少，因此迫切需要发现新的生物标志物和治疗靶点。近年来，环状RNA （circRNA） 作为一类新型的非编码RNA，因其独特的共价闭合环状结构和在多种癌症中的差异性表达而受到广泛关注。circRNA具有稳定性高、抗降解能力强的特点，且在癌症的发生、发展和转移中发挥重要作用。研究表明，circRNA可以通过与蛋白质相互作用、调控基因转录或翻译等多种机制影响细胞功能【3, 4】。因此，探索circRNA在卵巢癌中的作用及其潜在机制，对于发现新的生物标志物和治疗靶点具有重要意义。

近日，浙江大学医学院转化医学研究院/医学院附属妇产科医院的陆燕团队和浙江大学医学院转化医学研究院/医学院附属邵逸夫医院的刘鹏渊团队在Advanced Science杂志上在线发表题为CircMETTL6 Suppresses Ovarian Cancer Cell Growth and Metastasis Through Inhibition of GDF15 Transcription by Disrupting the NONO-POLR2A Complex的文章，发现了一个新的环状RNA——circMETTL6，其在卵巢癌中表达下调，且其低表达与卵巢癌患者预后不良密切相关，揭示了circMETTL6通过干扰NONO与POLR2A的相互作用导致GDF15转录水平下降从而发挥肿瘤抑制作用的分子机制，提示靶向circMETTL6/NONO/GDF15轴可能为卵巢癌的预后评估和治疗策略提供重要的参考依据。

研究团队首先通过分析27例卵巢癌组织和26例正常卵巢组织的RNA测序数据，筛选出差异表达的circRNA，其中circMETTL6被鉴定为卵巢癌中最显著下调的circRNA之一。circMETTL6由METTL6基因的4-6号外显子反向剪接形成，通过设计特异性引物，研究人员验证了circMETTL6的存在，并利用qRT-PCR和RNA原位杂交技术 （Basescope Assay） 检测其在卵巢癌组织中的表达水平，证明circMETTL6在卵巢癌组织中的表达水平显著低于正常对照，且其低表达与卵巢癌患者的不良预后密切相关。

为了探究circMETTL6在卵巢癌中的功能，研究团队构建了circMETTL6过表达载体，并在体外和体内进行了功能实验。实验结果证实circMETTL6过表达可以显著抑制卵巢癌细胞的增殖和转移，而用siRNA敲低卵巢癌细胞中circMETTL6可以促进细胞增殖、迁移和侵袭能力。这些结果表明circMETTL6在卵巢癌中发挥着肿瘤抑制作用，且其功能独立于其亲本METTL6转录本。

为了揭示circMETTL6发挥作用的分子机制，研究团队通过RNA pull-down和质谱分析，结合RNA免疫共沉淀 （RIP） 实验验证，证实circMETTL6能够与NONO （non-POU domain containing octamer binding protein） 蛋白的卷曲螺旋结构域结合。NONO是一种多功能的DNA和RNA结合蛋白，通过调控基因转录和翻译参与多种生物过程，但其在癌症中发挥的作用取决于癌症类型。本文研究团队发现，在卵巢癌中NONO的表达显著上调，且其敲低能够抑制卵巢癌细胞的增殖、迁移和侵袭，提示NONO在卵巢癌中发挥促癌作用。

上述实验结果表明，在卵巢癌中circMETTL6和NONO相互作用，但两者发挥着相反的功能。为了进一步阐明两者之间的调节机制，研究人员探索了它们之间的相互关系，但研究结果显示，circMETTL6并不会影响NONO的表达。已有研究表明NONO可以与RNA聚合酶II （RNA pol II） 的最大亚基的羧基末端结构域 （CTD） 结合。POLR2A是RNA pol II中最大的催化亚基，本文研究人员证实，在卵巢癌中NONO与POLR2A的结合可以增强POLR2A蛋白稳定性，但circMETTL6通过与NONO结合而减弱了其与POLR2A的相互作用，从而加速了POLR2A蛋白的降解。

POLR2A在基因表达调控中发挥着不可或缺的作用，那么circMETTL6募集NONO从而破坏POLR2A蛋白的稳定是否会影响下游基因的表达呢？为了回答这个问题，研究人员进行了RNA测序分析，在circMETTL6过表达和NONO敲低共同调控的基因中，发现了表达变化最为显著的基因GDF15。GDF15是一种分泌性细胞因子，其在卵巢癌组织中显著上调。研究发现，circMETTL6过表达和NONO敲低均能抑制GDF15的表达和分泌。染色质免疫共沉淀 （ChIP） 实验和双荧光素酶报告基因实验进一步证实了POLR2A在GDF15启动子上的结合，且circMETTL6可通过破坏NONO-POLR2A复合物来抑制GDF15的转录。这些结果表明，GDF15是circMETTL6/NONO通路的关键下游靶点。进一步实验结果证实GDF15在卵巢癌中发挥促癌作用，其过表达能够逆转circMETTL6过表达或NONO敲低对卵巢癌细胞增殖和迁移的抑制作用。

综上所述，本研究揭示了circMETTL6在卵巢癌中的肿瘤抑制作用及其分子机制。circMETTL6通过与NONO结合，破坏NONO-POLR2A复合物的形成，抑制GDF15的转录和分泌，从而抑制卵巢癌细胞的增殖、迁移和侵袭（图1）。研究结果表明，circMETTL6是一个新的卵巢癌预后标志物和潜在的治疗靶点，靶向circMETTL6/NONO/GDF15轴可能为卵巢癌的治疗提供新的策略。这一发现不仅丰富了我们对circRNA在癌症中作用的认识，也为卵巢癌的精准治疗提供了新的靶点和策略。

图1

陆燕和刘鹏渊团队长期招聘助理研究员及博士后，详情可见：

http://bioinformatics.zju.edu.cn/lotbag/Contacts.html

https://doi.org/10.1002/advs.202411717

制版人：十一

参考文献

1. Sung H, Ferlay J, Siegel RL, Laversanne M, Soerjomataram I, Jemal A, et al. Global Cancer Statistics 2020: GLOBOCAN Estimates of Incidence and Mortality Worldwide for 36 Cancers in 185 Countries.CA Cancer J Clin.2021; 71:209-249.

2. Cancer Genome Atlas Research N. Integrated genomic analyses of ovarian carcinoma.Nature.2011; 474:609-15.

3. Arnaiz E, Sole C, Manterola L, Iparraguirre L, Otaegui D, Lawrie CH. CircRNAs and cancer: Biomarkers and master regulators.Semin Cancer Biol.2019; 58:90-99.

4. Kristensen LS, Jakobsen T, Hager H, Kjems J. The emerging roles of circRNAs in cancer and oncology.Nat Rev Clin Oncol.2022; 19:188-206.

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