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原文
bioRxiv Genomics· Perron, G., Amaravadi, M., Tseng, H.-W., Jandaghi, P., Moslemi, E., Nishimura, T., Rajaee, M., Alkallas, R., Culbertson, B., Garcia, K., Watson, I. R., Goodarzi, H., Duchaine, T., Riazalhosseini, Y., Najafabadi, H. S. ·· 21 小时前评分53

RBP-miRNA调控连接图谱揭示癌症转录组重塑机制

A map of RBP-miRNA regulatory connections for deciphering the mechanisms of transcriptome remodeling in cancer

导读

作者在数千例17种人类癌症及对照样本中构建了34个RBP与28个miRNA之间的调控连接图谱,发现RBP驱动的miRNA活性调控在肿瘤中普遍存在并参与活性谱的异质性。实验确认DDX55在泛癌水平上负调控miR-29-3p家族活性,抑制DDX55可恢复miR-29-3p的基因沉默功能并降低癌细胞活力。

深度解读

微RNA(miRNA)作为转录后层面的关键调控因子,通过与靶mRNA 3'UTR结合来抑制基因表达,其在肿瘤中的异常表达或活性能影响癌基因或抑癌基因的功能,因而与肿瘤发生发展密切相关[1]。以往对miRNA在癌症中失调机制的研究主要集中在转录水平,包括miRNA基因座的遗传缺失或扩增、表观遗传甲基化以及转录因子对初级miRNA的调控等多个层面[1];此外,miRNA自身也广泛参与ceRNA网络,介导lncRNA、circRNA与mRNA之间的转录后调控[2,3]。然而,RNA结合蛋白(RBP)作为另一大类转录后调控因子,其对miRNA活性本身的系统性影响此前尚未被全面揭示。

在这项研究中,作者通过在大量RBP抑制实验、人类细胞系及组织的RNA-seq数据中建模多个成熟miRNA家族的调控子活性,构建了一张涵盖34个RBP与28个miRNA之间调控连接的图谱,并进一步在来自17种人类癌症的数千份肿瘤与对照样本中系统分析了miRNA的丰度与活性。他们发现,RBP驱动的miRNA活性调控在肿瘤中普遍存在,并贡献了miRNA活性谱在不同肿瘤间的异质性。具体而言,作者识别出一组调控抑癌与致癌miRNA活性的RBP,其靶点包括miR-29-3p、miR-17-5p和miR-19-3p等关键家族;其中DDX55被发现在多种癌症中对miR-29-3p家族活性发挥负向调控作用,而功能实验进一步证实,抑制DDX55可恢复miR-29-3p的基因沉默活性并降低癌细胞活力。

相比以往主要聚焦miRNA转录水平失调的工作[1]以及在更窄范围内探索RBP与miRNA功能互作的研究[4],该研究的推进之处在于将RBP对miRNA活性的调控置于泛癌背景下进行系统刻画,并明确指出这种RBP介导的活性调控是肿瘤间miRNA活性异质性的重要来源之一,这与此前在mRNA稳定性层面观察到的"大多数RBP和miRNA活性具有癌种特异性,仅少数在多癌种中呈反复失活"的现象相呼应[5]。对于miR-29-3p家族而言,其作为抑癌miRNA的功能已在多种肿瘤中有所报道[6],本研究所揭示的DDX55-miR-29-3p轴为其活性丢失提供了一种新的机制解释。

不过,该研究目前仅对DDX55与miR-29-3p这一对调控关系进行了功能验证,其余RBP-miRNA连接是否同样具有功能性及可干预性仍有待进一步实验检验;这些调控连接在临床样本中与患者预后或治疗反应之间的具体关联,也尚需后续研究加以阐明。

来源:bioRxiv Genomics · biorxiv.org

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