CDD | 兰州大学石磊团队发现lncRNA HIF1A-As2调控非小细胞肺癌发生发展的调控新机制

肺癌是世界上最常见的恶性肿瘤之一。在2020年新增癌症病例中，肺癌发生率位居第二位（11.4%），死亡率位居之首（18%）。基因突变是非小细胞肺癌发生发展和转移的重要因素。KRAS突变是非小细胞肺癌中最主要的基因突变之一，近年来针对KRAS G12C抑制剂的开发取得了突破性进展，但是针对KRAS其它突变如KRAS G12D等仍缺乏有效的靶点药物。因此，开展KRAS G12D相关的非小细胞肺癌研究与治疗具有重要科学意义。

2023年4月11日，兰州大学石磊课题组在Cell Death & Differentiation 在线发表了”Long non-coding RNA HIF1A-As2 and MYC form a double-positive feedback loop to promote cell proliferation and metastasis in KRAS-driven non-small cell lung cancer”的研究论文，阐述了lncRNA HIF1A-As2和MYC形成双向正调控环路，从而促进KRAS G12D诱导的肺癌发展与转移。

另外，2021年4月1日，Cancer Research UK Manchester Institute/曼彻斯特大学石磊作为第一作者，Michela Garofalo 作为通讯作者在Nature Communications 在线发表了题为“AKRAS-responsive long non-coding RNA controls microRNA processing”的研究论文，阐述了KRAS调控长链非编码RNAKIMAT1 (KRAS induced metastasis associated 1) 通过结合DHX9和NPM1，调控KRAS细胞信号转导通路和microRNA生物合成，进而调控非小细胞肺癌转移的作用机制。这些数据为lncRNA KIMAT1作为潜在的治疗靶标提供了理论和实验依据（点击阅读）。

通过RNA-seq，作者发现KRAS调控的80条lncRNA中，HIF1A-As2上调幅度最大。通过TCGA（The Cancer Genome Atlas）数据分析，发现HIF1A-As2在肺癌组织表达明显高于正常组织，并且与细胞增殖和肿瘤发生息息相关。近来，有文献报道HIF1A-As2可以促进在非小细胞肺癌耐药性和肿瘤发生发展。但是在已发表论文中，HIF1A-As2主要作为microRNA海绵分子参与肿瘤发生发展，在其它层面的分子机制仍不清楚，尤其在非小细胞肺癌中的生物学功能和分子调控机理也有待阐释。

通过RAP-MS（RNA Antisense Purification Mass Spectrometry）和CLIP（Cross-linking RNA Immunoprecipitation）实验，研究人员初步筛选出HIF1A-As2结合蛋白质DHX9。DHX9，又名RHA（RNA Helicase A），主要参与DNA复制、转录调控、RNA运输和microRNA生物合成等多项生物学功能。通过RNA-seq、RT-qPCR等方法，作者发现HIF1A-As2不调控邻近基因（顺式调控），主要调控远端基因，揭示了其反式调控基因表达的功能。通过GSEA（Gene Set Enrichment Analysis）和GO（Gene Ontology）功能分析，作者发现HIF1A-As2参与转录调控，与MYC通路密切相关。作者进一步发现，HIF1A-As2通过招募DHX9到MYC启动子，从而激活MYC转录调控，影响下游基因表达，促进细胞增殖和转移。此外作者发现，MYC可以结合在HIF1A-As2区域，从而转录后激活HIF1A-As2的表达水平。综上，HIF1A-As2和MYC形成双向反馈环路，促进肿瘤发生发展。

文章模式图（图源自Cell Death & Differentiation ）

最后通过PDX动物模型，作者发现HIF1A-As2 antisense oligonucleotide （ASO）联合MYC小分子抑制剂,可以有效抑制肿瘤增长；通过KRASLSLG12D诱导小鼠模型，HIF1A-As2 ASO可以增强机体对Cisplatin的敏感性，抑制肿瘤转移。

综上，该研究深入探索了HIF1A-As2调控非小细胞肺癌细胞增殖和肿瘤发生发展的分子机制，为研究lncRNA在肿瘤中的作用机制提供新的思路，为非小细胞肺癌的诊断和治疗提供新的靶点，具有重要的理论意义和医学价值。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41418-023-01160-x

转自：“iNature”微信公众号

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