运用全转录组测序发现lncRNA可以调控结直肠癌抵

作者：王韵壹、李英、熊慧卿

　　结直肠癌 (CRC)是一种常见的胃肠道恶性肿瘤，位居全球恶性肿瘤发病率第三。目前已有证据表明术后放疗可以减少局部复发、提高生存率。然而，在临床实践中，对放疗敏感性的个体差异很大，因此寻找新的生物标志物来预测放疗敏感性，制定个性化策略具有十分重要的意义。

　　2022年8月17日，苏州大学附属第三医院（常州市第一人民医院）蒋敬庭教授为通讯作者，在Cell Death Differentiation(IF: 12.067)杂志上在线发表题为“A novel long noncoding RNA SP100-AS1 induces radioresistance of colorectal cancer via sponging miR-622 and stabilizing ATG3”的研究论文，发现了lncRNA SP100-AS1在调节CRC细胞增殖和放射敏感性中的作用，为探索CRC潜在的生物标志物及其可能的调控机制提供参考。

　　研究结果

　　1、SP100-AS1上调表达与CRC放疗抵抗相关

　　通过全转录组测序分析了放疗敏感和放疗抵抗患者的lncRNA表达谱变化，发现lncRNA SP100-AS1在放疗抵抗患者中显著高表达(图 1)。与正常上皮细胞系相比，SP100-AS1在CRC细胞系中显著高表达，尤其是HCT116和SW480。此外发现SP100-AS1高表达的CRC患者的总生存率偏低(图 1)。综上所述，lncRNA SP100-AS1高表达与CRC患者的放疗抵抗和低生存率相关。

　　图1 | SP100-AS1在结直肠癌中高表达

　　2、SP100-AS1敲除增强了CRC的放疗敏感性

　　作者探究了SP100-AS1对CRC细胞增殖和放疗敏感性的影响。抑制SP100-AS1表达时，HCT116和SW480细胞的放疗敏感性显著增加，细胞增殖水平和细胞活力显著下降，并且诱导了DNA损伤的重要标志物 γ-H2AX的表达，显著增加了HCT116细胞的凋亡(图 2)。SP100-AS1参与了辐射诱导的DNA损伤和细胞凋亡，且SP100-AS1敲除可提高CRC的放疗敏感性。

　　图2 | SP100-AS1敲除加剧了放疗诱导的细胞死亡

　　3、SP100-AS1在体内具有显著的放疗抵抗性

　　裸鼠移植瘤实验表明，SP100-AS1敲除的HCT116细胞生长较慢，且在2 Gy辐射下，SP100-AS1敲除的HCT116细胞生长更为缓慢(图 3)。在2 Gy辐射下，敲除SP100-AS1会诱导更严重的DNA损伤，表明SP100-AS1敲除抑制了CRC肿瘤细胞的生长，特别是在辐射暴露下(图 3)。综上，SP100-AS1敲除可以提高CRC的体内外放疗敏感性。

　　图 3 | SP100-AS1敲除抑制CRC细胞生长

　　4、SP100-AS1通过自噬途径增加结肠直肠癌细胞的放疗抵抗活性

　　为了探究自噬途径是否参与了抗辐射过程，作者分析了LC3-II和p62/SQSTM1等蛋白在敲除SP100-AS1细胞系中的表达情况。敲除SP100-AS1后，LC3-II表达下调，p62表达上调；放疗处理后，LC3-II表达下调，p62表达上调，说明自噬作用明显减弱(图 4)。WB和IHC分析表明，IR治疗后的CRC移植瘤中p62表达显著降低，LC3-II表达显著升高，而SP100-AS1敲除逆转了这一趋势。综上，辐射可以诱导HCT116细胞的自噬，而敲除SP100-AS1则可以缓解这一作用。

运用全转录组测序发现lncRNA可以调控结直肠癌抵

　　图4 | SP100-AS1通过自噬调控HCT116细胞增殖

　　5、SP100-AS1通过ATG5和Beclin1调控自噬通路

　　有报道称ATG5和Beclin1可直接激活自噬信号通路，因此作者探究了过表达ATG5和Beclin1能否挽救SP100-AS1介导的自噬。回复实验表明：因SP100-AS1敲除所诱导的自噬下调可以通过上调ATG5或Beclin1来挽救(图 5)。此外，上调ATG5和Beclin1，可以降低SP100-AS1敲除诱导的细胞凋亡(图 5)。这些结果表明，ATG5或Beclin1的上调，都可以挽救因SP100-AS1下调导致的细胞增殖下降。

　　图5 | 过表达ATG5和Beclin1均挽救了SP100-AS1介导的自噬

　　6、SP100-AS1与ATG3相互作用并调节其蛋白稳定性