Mol Cancer丨lncRNA TLNC1通过抑制p53信号促进肝癌的生长和转移

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人阅读发布时间：2022-12-02 00:53

肝癌是全球第六大常见恶性肿瘤，也是癌症死亡的第三大原因。肝癌的高死亡率已被公认为是由转移和术后复发直接引起的。然而，目前临床上可用于预防肝癌复发和转移的方法非常有限。为了更有效地治疗肝癌的复发和转移，研究肝癌复发和转移的分子机制，鉴定潜在的治疗靶点具有重要意义。

长链非编码RNAs（lncRNAs）属于一类>200 bps的非编码RNAs（ncRNAs）。最近，lncRNAs已被证明在许多不同癌症类型的发展和进展中发挥着至关重要的作用，包括乳腺癌，肺癌和肝癌。为了发挥调节功能，lncRNAs可以作为信使RNAs（mRNAs）和microRNAs（miRNAs）的海绵。例如，lncRNA TINCR通过与一系列分化mRNAs的相互作用来控制体细胞组织分化。另一方面，虽然被称为“非编码RNAs”，但一些lncRNAs已被证明可以编码多肽。例如，lncRNA HOXB-AS3已被证明可以编码一种多肽，能够抑制PKM剪接和随后的代谢重编程，最终抑制结肠癌的生长。最后但同样重要的是，由于lncRNAs的大小相对较大，使得lncRNAs具有更复杂的结构，许多lncRNAs显示出与蛋白质相互作用并直接调节蛋白质功能或蛋白质-蛋白质相互作用的潜力。作为具有这种功能的lncRNAs的一个例子，lncRNA HOTAIR可作为两种不同组蛋白修饰复合物的支架，多梳抑制复合物2（PRC2）和LSD1/CoREST/REST复合物。HOTAIR将两种不同的复合物连接在一起，以实现RNA介导的PRC2和LSD1的组装，并协调PRC2和LSD1与染色质的靶向，以实现偶联组蛋白H3赖氨酸27的甲基化和赖氨酸4的去甲基化。尽管已经揭示了许多lncRNAs的功能和机制，但大多数lncRNAs的作用仍然未知。

作为最著名的肿瘤抑制因子之一，p53已被证明在肝癌中经常失活，这表明p53在肝癌的发展和进展中起着关键作用。在p53未失活的细胞中，这种蛋白质必须从细胞质转移到细胞核中才能发挥其作为转录因子的功能。p53的核易位是一个动态过程，这意味着细胞核p53也可以易位回细胞质。p53的核输出过程依赖于染色体区域维持蛋白1（CRM1），也称为外输蛋白1。最近，作为核孔复合体（NPC）组成部分的易位启动子区（TPR）已被确定为p53核输出复合体的另一个成员。从机制上讲，TPR已被证明与CRM1相互作用，然后介导CRM1依赖性P53核输出。同时，TPR可与anti-p53抗体共免疫沉淀，这表明TPR可能与p53相互作用。然而，TPR和p53之间的相互作用是直接的还是由其他组成部分（如CRM1）介导的，仍有待进一步研究。

今日，Molecular Cancer（IF41.444）期刊在线发表了一篇题为Long noncoding RNA TLNC1 promotes the growth and metastasis of liver cancer via inhibition of p53 signaling的研究论文。该研究鉴定了一种在肝癌组织中高度表达的致癌lncRNA，称为TLNC1（tumorigenic long noncoding RNA on chromosome 1p13）。TLNC1之前被称为linc01134，最近的几项研究已经证明其可以促进肝细胞癌（HCC）的进展和转移，并赋予奥沙利铂耐药性，表明该lncRNA在HCC中起着至关重要的作用。然而，TLNC1的生物学功能和分子机制仍有待进一步研究。本研究发现TLNC1的过表达促进了体外和体内肝癌细胞的生长和转移。此外，本研究揭示了TLNC1通过与TPR的相互作用并促进TPR与CRM1的相互作用来发挥其致瘤功能，最终诱导p53的核输出，从而抑制p53靶基因的转录，促进肝癌的进展。

为了鉴定与肝癌发展和进展相关的lncRNAs，研究人员对11对肝癌和邻近正常肝组织进行了RNA-seq，并鉴定了328个显著改变的lncRNAs。为了缩小候选的lncRNAs，研究人员首先利用TCGA LIHC队列（50对）的RNA-seq数据，并鉴定了658个显著改变的lncRNAs。通过WCH和TCGA队列的交叉，鉴定出101个显著改变的lncRNAs，随后根据TCGA LIHC队列的总生存期（OS）和无病生存期（DFS）数据对这些lncRNAs进行生存分析。结果成功鉴定出5个候选lncRNAs，这些lncRNAs在肿瘤和正常组织之间存在显著表达差异，并且与肝癌患者的OS和DFS均具有显著相关性。接下来，研究人员对20对组织样品进行qRT-PCR检测以验证这些候选lncRNAs的表达水平。基于表达水平数据，TLNC1被选为候选lncRNA进行进一步研究，因为它是5个候选lncRNAs中表达丰度最高的lncRNA。此外，研究人员扩大了样本量（n=72），以证实TLNC1在肝癌组织中显著高表达。一致地，在TCGA LIHC队列中也观察到了类似的结果。

总的来说，这些发现表明TLNC1是一种丰富的lncRNA，在肝癌中显著上调，并与患者预后相关。

Fig1. TLNC1在肝癌组织中上调

为了确定TLNC1是否具有致瘤lncRNA的功能，研究人员构建了两种TLNC1过表达肝癌细胞系（SNU449和HCCLM3细胞）。结果发现，TLNC1过表达显著提高了SNU449和HCCLM3细胞的细胞增殖。此外，TLNC1过表达肝癌细胞的细胞运动性增加。

Fig2. TLNC1过表达促进体外肝癌细胞的肿瘤生长和转移

为了验证TLNC1在体内的致癌功能，研究人员首先构建了皮下异种移植肝癌小鼠模型，发现TLNC1的强制表达大大增加了异种移植肿瘤的体积和重量。此外，研究人员还构建了肝原位植入模型和肺转移模型，以评价TLNC1过表达对肿瘤转移的影响。结果显示，TLNC1过表达显著促进了肝癌细胞的肝脏定植。TLNC1过表达组在肺转移模型中一致显示更多的肺转移灶。这些数据表明TLNC1过表达促进肝癌细胞增殖和转移。

Fig3. TLNC1促进体内肝癌细胞的肿瘤生长和转移

为了探究TLNC1介导的肝癌肿瘤进展和转移的潜在机制，研究人员进行了RNA-seq、RNA pull-down、MS、RIP、免疫印迹、免疫荧光、核质分离、免疫共沉淀等实验。结果发现，TLNC1可以与TPR相互作用，加强TPR与CRM1之间的相互作用，进而促进p53的核输出，导致一系列肿瘤抑制因子的下调和许多癌基因的上调，最终促进肝癌肿瘤生长和转移。

Fig4. TLNC1在调节p53信号通路中的作用模型示意图

最后，为进一步探讨TLNC1表达在肝癌中的临床意义，研究人员根据TLNC1的表达水平，将72例肝癌患者分为两组：高TLNC1表达组（n=36）和低TLNC1表达组（n=36）。相关性分析显示，TLNC1表达与肝硬化显著相关。单变量分析显示，高TLNC1表达组的OS和DFS均比低TLNC1表达组差。同样，生存曲线显示，TLNC1表达与患者预后呈负相关。为了验证TLNC1可以调节人肝癌中的p53信号通路，研究人员检测了p21 mRNA的表达水平，发现p21的mRNA水平与TLNC1的表达水平呈负相关，表明TLNC1可以诱导p53的核输出，抑制p21的转录。接下来，为了评估TLNC1-p53轴的临床潜力，研究人员分析了TLNC1和p21联合的预后潜力。结果发现，TLNC1低表达和p21高表达的患者预后最好；相反，TLNC1高表达和p21低表达的患者预后最差。这些数据表明，TLNC1和p21的组合可作为肝癌患者的预后因素。

Fig5. 高水平的TLNC1与低水平的p21相结合与肝癌患者的预后不良有关

总之，本研究结果表明，TLNC1能够在体外和体内促进肝癌的肿瘤生长和转移。机制上，TLNC1可以与TPR相互作用，加强TPR与CRM1之间的相互作用，进而促进p53的核输出，导致一系列肿瘤抑制因子的下调和许多癌基因的上调，最终促进肝癌肿瘤生长和转移。此外，本研究证明了TLNC1与肝癌患者的OS和DFS密切相关，TLNC1和p21（p53靶基因）的组合可以作为肝癌患者的预后生物标志物。

原文链接：

https://molecular-cancer.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12943-022-01578-w

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