环状RNA circDCUN1D4：靶向miR-590-5p/TIMP3轴抑制肝细胞癌的新靶点

近期，北京工业大学、北京大学及陆军军医大学西南医院联合研究团队发表于《Molecular Cancer》的研究，‌围绕环状RNA circDCUN1D4在肝细胞癌（HCC）中的功能展开系统性分析，通过体外实验和动物模型验证其抑癌作用及分子机制。研究发现circDCUN1D4在HCC组织中显著下调，其高表达与患者良好预后相关。机制研究表明，circDCUN1D4通过吸附miR-590-5p解除，上调下游靶基因TIMP3的表达，进而调控上皮-间质转化（EMT）相关蛋白表达，最终抑制HCC细胞增殖、迁移和侵袭。动物实验进一步证实，通过体内jet-PEI递送circDCUN1D4能显著抑制肿瘤生长且未引发明显毒性。该研究不仅揭示circDCUN1D4作为抑癌因子通过miR-590-5p/TIMP3轴调控HCC进程，更为环状RNA（circRNA）疗法提供了新策略。

研究背景

HCC是全球发病率和死亡率均居高不下的恶性肿瘤，其发病机制复杂，临床治疗面临复发率高、耐药性强等诸多挑战，寻找新的治疗靶点和有效干预策略已成为该领域的研究热点。circRNA是一类具有闭合环状结构的非编码RNA，凭借其闭合环状结构和稳定性等特色，成为癌症研究新热点。已有研究表明，circRNA可通过海绵吸附miRNA、调节转录及编码蛋白等多种方式，参与肿瘤细胞的增殖、凋亡、迁移和侵袭等生物学过程，部分circRNA已被证实可作为肿瘤诊断的生物标志物或治疗靶点。

circDCUN1D4（circBase ID:hsa_circ_0007928）由DCUN1D4基因外显子反向剪接形成，此前已有研究发现其在结直肠癌和肺腺癌中具有抑制转移的作用，但在HCC中的功能及分子机制尚未明确。前期研究提示，circDCUN1D4在HCC组织中呈低表达状态，且可能与患者预后相关，提示其具有抑癌潜能，但具体的调控靶点、信号通路及下游效应分子仍有待深入探究。此外，circRNA的临床转化应用还面临递送系统优化、安全性评估等问题，亟需通过体内实验验证其治疗潜力。基于此，本研究系统探讨了circDCUN1D4在HCC中的表达特征、生物学功能及分子机制，并评估了其作为HCC治疗候选分子的可行性，为开发基于circRNA的HCC治疗提供理论依据。

研究结果

1. circDCUN1D4在HCC组织中表达下调且具有预后价值‌

研究团队对90对HCC组织及癌旁组织的RT-qPCR分析，发现circDCUN1D4在肿瘤组织中显著低表达。临床数据分析进一步显示，circDCUN1D4表达水平与TNM分期显著相关。对60例患者的随访数据显示，高表达circDCUN1D4的患者总生存期显著优于低表达组。在HCC细胞系中，circDCUN1D4表达水平均低于正常肝上皮细胞，表明其可能作为HCC的潜在抑癌基因。通过发散引物和桑格测序验证其反向剪接位点，RNase R处理实验证实其环状结构稳定性。核质分离及荧光原位杂交确定其主要定位于细胞质。这些结果共同说明circDCUN1D4在HCC中表达下调。

2. circDCUN1D4抑制HCC细胞体外增殖与体内成瘤

通过质粒过表达及siRNA敲低circDCUN1D4后，CCK-8实验显示过表达显著抑制细胞生长，而敲低则加速生长。EdU实验和集落形成实验进一步表明，circDCUN1D4过表达降低HepG2和HCCLM3细胞的增殖能力，而敲低产生相反效果。伤口愈合实验证明circDCUN1D4过表达降低细胞迁移率。细胞周期和凋亡实验显示，过表达引起细胞周期阻滞于G2期并促进凋亡。动物实验中，过表达circDCUN1D4的HepG2细胞皮下注射NCG小鼠后，肿瘤体积和重量显著减少，而敲低促进体内肿瘤形成。这些发现表明circDCUN1D4在体外和体内均能控制HCC细胞增殖、迁移和侵袭。

3.circDCUN1D4通过海绵吸附miR-590-5p发挥抑癌作用

通过CircInteractome数据库预测及RNA免疫共沉淀实验验证circDCUN1D4与AGO2蛋白结合，通过交叉筛选鉴定miR-590-5p为其潜在靶标。双荧光素酶报告实验显示，miR-590-5p模拟物与野生型报告载体共转染后荧光活性降低，而与突变型共转染无显著变化。相关性分析显示circDCUN1D4与miR-590-5p在HCC组织中表达呈负相关。这些结果说明circDCUN1D4与miR-590-5p存在直接相互作用。

4.circDCUN1D4通过miR-590-5p/TIMP3轴调控HCC进展

RNA测序分析及数据库交集分析聚焦TIMP3、ANXA1和OLR1三个候选基因，RT-qPCR验证显示，TIMP3表达随circDCUN1D4过表达而上调，随miR-590-5p过表达而下调。双荧光素酶报告基因实验证实，TIMP3是miR-590-5p的直接靶基因。Western blot实验显示，circDCUN1D4过表达上调TIMP3和E-钙粘蛋白表达，下调MMP9和波形蛋白表达，miR-590-5p模拟物可部分逆转该变化。Rescue实验证实，敲低TIMP3可逆转circDCUN1D4的抑癌作用，过表达TIMP3可抵消circDCUN1D4敲低的促癌效应，表明circDCUN1D4通过miR-590-5p/TIMP3轴调控HCC进展。

5.circDCUN1D4体内应用安全性良好

为全面评估circDCUN1D4的体内安全性，研究团队对24只正常BALB/c小鼠进行体内外综合毒性测试，通过尾静脉每周注射生理盐水或含有体内jet‑PEI递送载体的circDCUN1D4，持续28天。结果显示，HE染色显示各主要器官（心、肝、脾、肺、肾）未见明显免疫细胞浸润，RT‑PCR检测也未发现两组间炎症因子水平存在显著差异；整个实验周期中，circDCUN1D4处理组的小鼠体重保持稳定，无异常波动；另外血清中的血清丙氨酸氨基转移酶‌‌（ALT）和天冬氨酸氨基转移酶‌‌（AST）检测结果表明，circDCUN1D4的过表达未引起肝损伤，肝功能指标保持在正常范围内，以上实验结果均证实circDCUN1D4体内递送安全性良好。

讨论与总结

该研究系统阐明了circDCUN1D4在HCC中的表达下调及其作为抑癌因子的功能。通过经典miRNA海绵机制，circDCUN1D4吸附miR-590-5p，解除其对TIMP3的抑制，进而通过调控EMT相关蛋白（E-cadherin、MMP9、Vimentin）表达，最终抑制HCC进展。动物实验进一步证明外源性circDCUN1D4通过体内jet-PEI递送能有效抑制肿瘤且无显著毒性，为circRNA疗法提供了新思路。然而，本研究也存在一些局限性，例如样本量有限、缺乏直接临床证据等。circDCUN1D4的免疫原性、体内稳定性及长期毒性仍需深入评估，另外尽管环状RNA通常被认为线性RNA的免疫原性更低，但临床安全性仍需全面验证。

综上所述，circDCUN1D4通过miR-590-5p/TIMP3轴发挥抑癌作用，不仅深化对HCC发病机制的认知，更为开发新型circRNA疗法奠定基础。未来的研究方向应包括扩大临床样本验证、优化给药方案，并探索其在联合治疗中的应用潜力，circDCUN1D4作为HCC的预后生物标志物，有望为HCC的早期诊断和预后评估提供新工具。

参考文献：

Li H, Su B, Jiang Y, et al. Circular RNA circDCUN1D4 suppresses hepatocellular carcinoma development via targeting the miR-590-5p/ TIMP3 axis. Mol Cancer. 2025 Mar 25;24(1):95. doi: 10.1186/s12943-025-02300-2.

审批编号：CN-171902

有效期至：2026/11/18

本材料由阿斯利康提供，仅供医疗卫生专业人士参考

撰写：Arrival

审校：Arrival

排版：Aurora

执行：Zelda

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