环状RNAs（circRNAs）在癌症和化疗耐药性的发生和发展中起着重要作用。DNA损伤修复有助于癌细胞的增殖和对化疗诱导的细胞凋亡的抵抗。然而，circRNAs在DNA损伤修复调控中的作用需要澄清。近日，Molecular Cancer期刊（IF37.3）在线发表了一篇题为hsa_circ_0007919 induces LIG1 transcription by binding to FOXA1/TET1 to enhance the DNA damage response and promote gemcitabine resistance in pancreatic ductal adenocarcinoma的研究论文。该研究在GEM耐药的PDAC组织和细胞中鉴定了一个高表达的circRNA hsa_circ_0007919，其通过LIG1依赖性方式增强DNA损伤修复来维持细胞存活，从而促进GEM耐药。表明靶向hsa_circ_0007919和DNA损伤修复途径可能是PDAC的一种治疗策略。

 

 

首先，研究人员通过下一代测序技术以鉴定在GEM耐药和GEM敏感PDAC组织中导致GEM耐药的circRNAs。结果发现，共有62个circRNAs差异表达，其中hsa_circ_0007919在GEM耐药PDAC组织中显著上调。随后，研究人员利用临床组织样本数据分析hsa_circ_0007919表达与临床病理特征的相关性。结果显示，hsa_circ_0007919高表达与血管侵袭、神经侵袭、T分期、淋巴结转移、TNM分期相关，与年龄、性别、肿瘤部位、分化程度无显著相关性。此外，hsa_circ_0007919高表达预示着较差的OS和DFS。

 

Fig1. hsa_circ_0007919在GEM耐药PDAC中表达上调，预示着预后不良

 

接着，研究人员探索了hsa_circ_0007919在GEM耐药细胞中的功能。结果发现，沉默Hsa_circ_0007919可降低细胞增殖，增加细胞凋亡；而过表达Hsa_circ_0007919则相反。此外，hsa_circ_0007919沉默可提高cleaved caspase 3和cleaved caspase 9的表达水平，降低BCL2的表达；而过表达hsa_circ_0007919可降低cleaved caspase 3和cleaved caspase 9的表达水平，增加BCL2的表达。

 

Fig2. hsa_circ_0007919抑制GEM耐药PDAC细胞的吉西他滨敏感性和凋亡

 

GEM作为一种嘧啶类抗代谢药物，可诱导单碱基损伤并导致DNA断裂。接下来，研究人员评估了hsa_circ_0007919对DNA损伤的影响。结果发现，沉默hsa_circ_0007919增加了凝胶电泳中单细胞的尾部和细胞核中γ-H2AX的积累，而过表达hsa_circ_0007919则降低了这些参数。随后，研究人员在裸鼠身上建立异种移植模型，发现沉默hsa_circ_0007919可导致肿瘤体积和重量都减少。此外，hsa_circ_0007919的沉默降低了Ki-67的表达，增加了caspase3和γ-H2AX的表达及细胞凋亡。这些结果表明，hsa_circ_0007919通过减少DNA损伤促进PDAC细胞增殖和减少细胞凋亡，从而增强PDAC细胞的GEM耐药性。

 

Fig3. hsa_circ_0007919在体内抑制GEM耐药PDAC细胞的DNA损伤和肿瘤增殖

 

最后，为了探索hsa_circ_0007919增强PDAC DNA损伤响应并促进GEM耐药的作用机制，研究人员进行了RNA-seq、IF、FISH、核质分离、Co-IP、ChIRP、RIP实验、ChIP、荧光素酶报告基因实验、MS-PCR等一系列实验。结果发现，hsa_circ_0007919募集FOXA1和TET1来减少LIG1启动子的甲基化并增加其转录，进一步促进碱基切除修复、错配修复和核苷酸切除修复，以改善GEM诱导的DNA损伤并抑制细胞凋亡。此外，GEM处理增强了QKI与hsa_circ_0007919 pre-mRNA的内含子的结合，以及该pre-mRNA的剪接和环状化以产生hsa_circ_0007919。

 

Fig4. 作用机制模型示意图

 

总之，本研究结果表明，hsa_circ_0007919可以促进DNA损伤修复，以应对GEM治疗。机制上，hsa_circ_0007919募集FOXA1和TET1促进LIG1转录，并激活碱基切除修复、错配修复和核苷酸切除修复途径，以改善GEM诱导的DNA损伤并抑制细胞凋亡。此外，GEM处理增强了QKI和ABR pre-mRNA之间的相互作用导致hsa_circ_0007919以反向剪接依赖性方式增加生物发生。本研究结果有助于理解GEM耐药机制，制定化疗耐药PDAC的治疗策略。

 

原文链接：

https://molecular-cancer.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12943-023-01887-8

 

本研究使用到的circRNA ChIRP探针、FISH试剂盒由锐博生物提供！锐博生物可提供circRNA表达筛选、细胞功能缺失性/获得性实验、细胞分析、机制研究、动物实验一站式核酸产品或服务！更多关于circRNA研究产品或服务详情，欢迎登陆锐博生物官方网站（www.ribobio.com）进行查询！