Vòng phản hồi circROBO1/KLF5/FUS điều chỉnh sự di căn gan của ung thư vú bằng cách ức chế quá trình tự thực bào chọn lọc của afadin

Molecular Cancer
Zehao Wang1, Lu Yang2, Peng Wu1, Xing Li1, Yuhui Tang1, Xueqi Ou1, Yue Zhang1, Xia Xiao1, Jin Wang1, Hailin Tang1
1Department of Breast Oncology, Sun Yat-Sen University Cancer Center, State Key Laboratory of Oncology in South China, Guangzhou, China
2Department of Radiotherapy, Cancer Center, Guangdong Provincial People’s Hospital, Guangdong Academy of Medical Sciences, Guangzhou, China

Tóm tắt

Tóm tắt Nền tảng Sự di căn gây ra phần lớn các trường hợp tử vong liên quan đến ung thư trên toàn thế giới. Các nghiên cứu ngày càng tăng cho thấy rằng circRNA có liên quan đến sự hình thành khối u và di căn của nhiều loại ung thư. Tuy nhiên, các cơ chế sinh học của circRNA trong di căn gan của ung thư vú (BC) vẫn rất mơ hồ. Phương pháp Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã xác định circROBO1 từ ba cặp mẫu ung thư vú nguyên phát và các vị trí di căn gan thông qua giải trình tự RNA. Các thử nghiệm FISH và RT-qPCR đã được thực hiện để xác nhận sự tồn tại và biểu hiện của circROBO1. Vai trò gây ung thư của circROBO1 được chứng minh qua cả hai phương pháp in vitro và in vivo. Phân tích Western blot, ChIP, RIP, kéo RNA, và thử nghiệm báo cáo luciferase đôi đã được sử dụng để xác nhận sự tương tác của vòng phản hồi giữa circROBO1, miR-217-5p, KLF5, và FUS. Đồng thời, việc điều chỉnh quá trình tự thực bào chọn lọc đã được nghiên cứu thông qua miễn dịch huỳnh quang, CoIP, và phân tích Western blot. Kết quả Trong nghiên cứu này, sự biểu hiện tăng lên của circROBO1 đã được phát hiện trong các di căn gan từ ung thư vú và có liên quan đến tiên lượng xấu. Việc giảm biểu hiện circROBO1 đã làm giảm rõ rệt sự phát triển, di chuyển, và xâm lấn của các tế bào ung thư vú, trong khi sự tăng cường biểu hiện của circROBO1 lại có tác động ngược lại. Hơn nữa, sự tăng cường biểu hiện của circROBO1 đã thúc đẩy sự phát triển khối u và di căn gan trong mô hình in vivo. Nghiên cứu tiếp theo đã chỉ ra rằng circROBO1 có thể tăng cường KLF5 thông qua việc hấp thụ miR-217-5p, cho phép KLF5 kích hoạt phiên mã của FUS, điều này sẽ thúc đẩy quá trình splicing ngược của circROBO1. Do đó, một vòng phản hồi tích cực giữa circROBO1/KLF5/FUS được hình thành. Quan trọng hơn, chúng tôi phát hiện rằng circROBO1 ức chế quá trình tự thực bào chọn lọc của afadin bằng cách tăng cường KLF5. Kết luận Kết quả của chúng tôi chứng minh rằng circROBO1 tạo điều kiện cho sự hình thành khối u và di căn gan của ung thư vú thông qua vòng phản hồi circROBO1/KLF5/FUS, gây ức chế quá trình tự thực bào chọn lọc của afadin bằng cách ức chế phiên mã của BECN1. Do đó, circROBO1 có thể được sử dụng không chỉ như một dấu hiệu dự đoán tiềm năng mà còn là một mục tiêu điều trị trong ung thư vú.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Siegel RL, Miller KD, Jemal A. Cancer statistics, 2020. CA A Cancer J Clin. 2020;70:7–30.

He Z-Y, Wu S-G, Peng F, Zhang Q, Luo Y, Chen M, et al. Up-Regulation of RFC3 Promotes Triple Negative Breast Cancer Metastasis and is Associated With Poor Prognosis Via EMT. Translational Oncology. 2017;10:1–9.

Adam R, Aloia T, Krissat J, Bralet M-P, Paule B, Giacchetti S, et al. Is liver resection justified for patients with hepatic metastases from breast cancer? Ann Surg. 2006;244:897–907 (discussion 907-908).

Pivot X, Asmar L, Hortobagyi GN, Theriault R, Pastorini F, Buzdar A. A retrospective study of first indicators of breast cancer recurrence. Oncology. 2000;58:185–90.

Leung AM, Vu HN, Nguyen K-A, Thacker LR, Bear HD. Effects of surgical excision on survival of patients with stage IV breast cancer. J Surg Res. 2010;161:83–8.

Eng LG, Dawood S, Sopik V, Haaland B, Tan PS, Bhoo-Pathy N, et al. Ten-year survival in women with primary stage IV breast cancer. Breast Cancer Res Treat. 2016;160:145–52.

Kapranov P, Cheng J, Dike S, Nix DA, Duttagupta R, Willingham AT, et al. RNA Maps Reveal New RNA Classes and a Possible Function for Pervasive Transcription. Science. 2007;316:1484–8.

Chen L-L, Yang L. Regulation of circRNA biogenesis. RNA Biology. 2015;12:381–8.

Jeck WR, Sorrentino JA, Wang K, Slevin MK, Burd CE, Liu J, et al. Circular RNAs are abundant, conserved, and associated with ALU repeats. RNA. 2013;19:141–57.

Kristensen LS, Andersen MS, Stagsted LVW, Ebbesen KK, Hansen TB, Kjems J. The biogenesis, biology and characterization of circular RNAs. Nat Rev Genet. 2019;20:675–91.

Zhou W-Y, Cai Z-R, Liu J, Wang D-S, Ju H-Q, Xu R-H. Circular RNA: metabolism, functions and interactions with proteins. Mol Cancer. 2020;19:172.

Lei M, Zheng G, Ning Q, Zheng J, Dong D. Translation and functional roles of circular RNAs in human cancer. Mol Cancer. 2020;19:30.

Tang H, Huang X, Wang J, Yang L, Kong Y, Gao G, et al. circKIF4A acts as a prognostic factor and mediator to regulate the progression of triple-negative breast cancer. Mol Cancer. 2019;18:23.

Errichelli L, Dini Modigliani S, Laneve P, Colantoni A, Legnini I, Capauto D, et al. FUS affects circular RNA expression in murine embryonic stem cell-derived motor neurons. Nat Commun. 2017;8:14741.

Huxham J, Tabariès S, Siegel PM. Afadin (AF6) in cancer progression: A multidomain scaffold protein with complex and contradictory roles. BioEssays. 2021;43:2000221.

Mandai K, Rikitake Y, Shimono Y, Takai Y. Afadin/AF-6 and Canoe. In: Progress in Molecular Biology and Translational Science. Elsevier; 2013. p. 433–54.

Wang Y, Li J, Du C, Zhang L, Zhang Y, Zhang J, et al. Upregulated Circular RNA circ-UBE2D2 Predicts Poor Prognosis and Promotes Breast Cancer Progression by Sponging miR-1236 and miR-1287. Translational Oncology. 2019;12:1305–13.

Yang R, Xing L, Zheng X, Sun Y, Wang X, Chen J. The circRNA circAGFG1 acts as a sponge of miR-195-5p to promote triple-negative breast cancer progression through regulating CCNE1 expression. Mol Cancer. 2019;18:4.

Bray F, Ferlay J, Soerjomataram I, Siegel RL, Torre LA, Jemal A. Global cancer statistics 2018: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA Cancer J Clin. 2018;68:394–424.

Ng WL, Mohd Mohidin TB, Shukla K. Functional role of circular RNAs in cancer development and progression. RNA Biology. 2018;:1–11.

Lagier-Tourenne C, Polymenidou M, Cleveland DW. TDP-43 and FUS/TLS: emerging roles in RNA processing and neurodegeneration. Human Molecular Genetics. 2010;19:R46-64.

Chen T, Wang X, Li C, Zhang H, Liu Y, Han D, et al. CircHIF1A regulated by FUS accelerates triple-negative breast cancer progression by modulating NFIB expression and translocation. Oncogene. 2021;40:2756–71.

Han K, Wang F-W, Cao C-H, Ling H, Chen J-W, Chen R-X, et al. CircLONP2 enhances colorectal carcinoma invasion and metastasis through modulating the maturation and exosomal dissemination of microRNA-17. Mol Cancer. 2020;19:60.

Flum M, Kleemann M, Schneider H, Weis B, Fischer S, Handrick R, et al. miR-217-5p induces apoptosis by directly targeting PRKCI, BAG3, ITGAV and MAPK1 in colorectal cancer cells. J Cell Commun Signal. 2018;12:451–66.

Liu P, Yang H, Zhang J, Peng X, Lu Z, Tong W, et al. The lncRNA MALAT1 acts as a competing endogenous RNA to regulate KRAS expression by sponging miR-217 in pancreatic ductal adenocarcinoma. Sci Rep. 2017;7:5186.

Liu C, Zhang Z, Qi D. Circular RNA hsa_circ_0023404 promotes proliferation, migration and invasion in non-small cell lung cancer by regulating miR-217/ZEB1 axis. OTT. 2019;12:6181–9.

Su J, Wang Q, Liu Y, Zhong M. miR-217 inhibits invasion of hepatocellular carcinoma cells through direct suppression of E2F3. Mol Cell Biochem. 2014;392:289–96.

Wang J, Zhao X, Wang Y, Ren F, Sun D, Yan Y, et al. circRNA-002178 act as a ceRNA to promote PDL1/PD1 expression in lung adenocarcinoma. Cell Death Dis. 2020;11:32.

Ben-Porath I, Thomson MW, Carey VJ, Ge R, Bell GW, Regev A, et al. An embryonic stem cell–like gene expression signature in poorly differentiated aggressive human tumors. Nat Genet. 2008;40:499–507.

Takagi K, Miki Y, Onodera Y, Nakamura Y, Ishida T, Watanabe M, et al. Krüppel-like factor 5 in human breast carcinoma: a potent prognostic factor induced by androgens. Endocrine-Related Cancer. 2012;19:741–50.

Tong D, Czerwenka K, Heinze G, Ryffel M, Schuster E, Witt A, et al. Expression of KLF5 is a Prognostic Factor for Disease-Free Survival and Overall Survival in Patients with Breast Cancer. Clin Cancer Res. 2006;12:2442–8.

Jia X, Chen H, Ren Y, Dejizhuoga, Gesangyuzhen, Gao N, et al. BAP1 antagonizes WWP1-mediated transcription factor KLF5 ubiquitination and inhibits autophagy to promote melanoma progression. Exp Cell Res. 2021;402:112506.

Qin J, Zhou Z, Chen W, Wang C, Zhang H, Ge G, et al. BAP1 promotes breast cancer cell proliferation and metastasis by deubiquitinating KLF5. Nat Commun. 2015;6:8471.

Tang J, Li Y, Sang Y, Yu B, Lv D, Zhang W, et al. LncRNA PVT1 regulates triple-negative breast cancer through KLF5/beta-catenin signaling. Oncogene. 2018;37:4723–34.

Li X, Wu X-Q, Deng R, Li D-D, Tang J, Chen W-D, et al. CaMKII-mediated Beclin 1 phosphorylation regulates autophagy that promotes degradation of Id and neuroblastoma cell differentiation. Nat Commun. 2017;8:1159.

Chen M, Meng Q, Qin Y, Liang P, Tan P, He L, et al. TRIM14 Inhibits cGAS Degradation Mediated by Selective Autophagy Receptor p62 to Promote Innate Immune Responses. Molecular Cell. 2016;64:105–19.

Cassidy LD, Young ARJ, Young CNJ, Soilleux EJ, Fielder E, Weigand BM, et al. Temporal inhibition of autophagy reveals segmental reversal of ageing with increased cancer risk. Nat Commun. 2020;11:307.

Liang XH, Jackson S, Seaman M, Brown K, Kempkes B, Hibshoosh H, et al. Induction of autophagy and inhibition of tumorigenesis by beclin 1. Nature. 1999;402:672–6.

Tang H, Sebti S, Titone R, Zhou Y, Isidoro C, Ross TS, et al. Decreased BECN1 mRNA Expression in Human Breast Cancer is Associated With Estrogen Receptor-Negative Subtypes and Poor Prognosis. EBioMedicine. 2015;2:255–63.

Jia J, Zhang H-B, Shi Q, Yang C, Ma J-B, Jin B, et al. KLF5 downregulation desensitizes castration-resistant prostate cancer cells to docetaxel by increasing BECN1 expression and inducing cell autophagy. Theranostics. 2019;9:5464–77.

Li Z-L, Zhang H-L, Huang Y, Huang J-H, Sun P, Zhou N-N, et al. Autophagy deficiency promotes triple-negative breast cancer resistance to T cell-mediated cytotoxicity by blocking tenascin-C degradation. Nat Commun. 2020;11:3806.

Yamamoto K, Venida A, Yano J, Biancur DE, Kakiuchi M, Gupta S, et al. Autophagy promotes immune evasion of pancreatic cancer by degrading MHC-I. Nature. 2020;581:100–5.

Tabariès S, McNulty A, Ouellet V, Annis MG, Dessureault M, Vinette M, et al. Afadin cooperates with Claudin-2 to promote breast cancer metastasis. Genes Dev. 2019;33:180–93.

Ooshio T, Kobayashi R, Ikeda W, Miyata M, Fukumoto Y, Matsuzawa N, et al. Involvement of the Interaction of Afadin with ZO-1 in the Formation of Tight Junctions in Madin-Darby Canine Kidney Cells. Journal of Biological Chemistry. 2010;285:5003–12.

Labernadie A, Kato T, Brugués A, Serra-Picamal X, Derzsi S, Arwert E, et al. A mechanically active heterotypic E-cadherin/N-cadherin adhesion enables fibroblasts to drive cancer cell invasion. Nat Cell Biol. 2017;19:29.

Marsh T, Kenific CM, Suresh D, Gonzalez H, Shamir ER, Mei W, et al. Autophagic Degradation of NBR1 Restricts Metastatic Outgrowth during Mammary Tumor Progression. Developmental Cell. 2020;52:591-604.e6.

Marsh T, Debnath J. Autophagy suppresses breast cancer metastasis by degrading NBR1. Autophagy. 2020;16:1164–5.

Thông tin
Thông tin xuất bản

Molecular Cancer

Thông tin tác giả