CircBIRC6 trägt zur Entwicklung von nicht-kleinzelligem Lungenkrebs durch die Regulation der MicroRNA-217/Amyloid Beta Precursor Protein Binding Protein 2-Achse bei
Nicht-kleinzelliger Lungenkrebs (NSCLC) ist eine weit verbreitete und aggressive Form von Lungenkrebs, die 80 % bis 85 % aller Lungenkrebsfälle ausmacht. Trotz Fortschritten in der Früherkennung und Behandlung bleibt die Prognose für NSCLC-Patienten, insbesondere für diejenigen, die in fortgeschrittenen Stadien diagnostiziert werden, schlecht. Dies unterstreicht die dringende Notwendigkeit, die molekularen Mechanismen der NSCLC-Pathogenese zu erforschen, um neue therapeutische Ziele zu identifizieren.
Zirkuläre RNAs (circRNAs) haben sich als bedeutende Regulatoren in der Krebsbiologie herausgestellt. Diese einzelsträngigen, geschlossenen nicht-kodierenden RNAs spielen eine entscheidende Rolle bei verschiedenen Krebsarten, einschließlich NSCLC. Eine solche circRNA, circBIRC6, wurde mit der Progression von NSCLC in Verbindung gebracht. Diese Studie untersucht die Rolle von circBIRC6 in NSCLC, wobei der Schwerpunkt auf seiner Interaktion mit MicroRNA-217 (miR-217) und Amyloid Beta Precursor Protein Binding Protein 2 (APPBP2) liegt.
Die Studie begann mit der Sammlung von NSCLC-Geweben und angrenzenden nicht-tumoralen Geweben von Patienten am Shanghai Ninth People’s Hospital. Die quantitativen Echtzeit-Polymerase-Kettenreaktionen (qRT-PCR) wurden verwendet, um die Expressionsniveaus von circBIRC6, APPBP2-mRNA, BIRC6-mRNA und miR-217 zu bewerten. Western-Blot-Assays wurden verwendet, um die Proteinniveaus von APPBP2, E-Cadherin, N-Cadherin und Vimentin zu messen. Funktionelle Assays, einschließlich Koloniebildung, Transwell-Migration und -Invasion sowie Durchflusszytometrie-Analysen, wurden durchgeführt, um die Auswirkungen von circBIRC6 auf das Verhalten von NSCLC-Zellen zu bewerten. Dual-Luciferase-Reporter- und RNA-Immunpräzipitations-Assays (RIP) wurden durchgeführt, um die Interaktionen zwischen circBIRC6, miR-217 und APPBP2 zu bestimmen. Zusätzlich wurde ein murines Xenograft-Modell verwendet, um die Rolle von circBIRC6 bei der Tumorbildung in vivo zu untersuchen.
Die Ergebnisse zeigten, dass circBIRC6 in NSCLC-Geweben und Zelllinien im Vergleich zu normalen Geweben und Zellen signifikant überexprimiert war. Insbesondere waren die circBIRC6-Spiegel in NSCLC-Geweben 11,070 ± 4,388 gegenüber 0,979 ± 0,343 in normalen Geweben (P < 0,001). Ebenso waren die APPBP2-mRNA- und Proteinspiegel in NSCLC-Geweben und Zellen erhöht. Diese Befunde deuteten darauf hin, dass sowohl circBIRC6 als auch APPBP2 eine Rolle bei der NSCLC-Progression spielen könnten.
Um die funktionelle Bedeutung von circBIRC6 zu erforschen, führten die Forscher RNase R-Behandlung und subzelluläre Fraktionierungsassays durch. CircBIRC6 erwies sich als resistent gegenüber RNase R, was auf seine Stabilität hinweist, und war hauptsächlich im Zytoplasma von NSCLC-Zellen lokalisiert. Der Knockdown von circBIRC6 mittels kleiner interferierender RNAs (siRNAs) hemmte signifikant die Koloniebildung, Migration und Invasion von NSCLC-Zellen, während die Apoptose gefördert wurde. Insbesondere nahm die Anzahl der Kolonien ab, die Migrations- und Invasionsfähigkeiten wurden unterdrückt, und die Apoptoseraten stiegen in circBIRC6-defizienten Zellen an. Zusätzlich führte der circBIRC6-Knockdown zu erhöhten E-Cadherin-Spiegeln und verringerten N-Cadherin- und Vimentin-Spiegeln, was auf eine Hemmung des epithelial-mesenchymalen Übergangs (EMT) hinweist.
Die Studie untersuchte dann die zugrunde liegenden Mechanismen, durch die circBIRC6 die NSCLC-Progression reguliert. Die bioinformatische Analyse sagte voraus, dass miR-217 an circBIRC6 binden könnte. Dual-Luciferase-Reporter-Assays bestätigten diese Interaktion und zeigten, dass die Transfektion von miR-217 die Luciferase-Aktivität von wildtypischem circBIRC6, aber nicht von mutiertem circBIRC6, reduzierte. RIP-Assays validierten die Interaktion weiter und zeigten eine erhöhte Anreicherung von circBIRC6 und miR-217 in Anti-Argonaute 2 (Ago2)-Immunpräzipitaten im Vergleich zu Kontrollgruppen.
MiR-217 war in NSCLC-Geweben und Zellen herunterreguliert. Die Überexpression von circBIRC6 reduzierte die miR-217-Spiegel, während der circBIRC6-Knockdown die miR-217-Spiegel erhöhte. Funktionelle Rettungsexperimente zeigten, dass die Hemmung von miR-217 die Auswirkungen des circBIRC6-Knockdowns auf das Verhalten von NSCLC-Zellen, einschließlich Koloniebildung, Migration, Invasion und Apoptose, umkehrte. Diese Ergebnisse deuteten darauf hin, dass circBIRC6 seine onkogenen Effekte in NSCLC durch das Abschöpfen von miR-217 ausübt.
Als nächstes untersuchte die Studie die Beziehung zwischen miR-217 und APPBP2. Die bioinformatische Analyse sagte voraus, dass miR-217 APPBP2 targetieren könnte. Dual-Luciferase-Reporter-Assays bestätigten diese Interaktion und zeigten, dass die Transfektion von miR-217 die Luciferase-Aktivität der wildtypischen APPBP2 3’UTR, aber nicht der mutierten APPBP2 3’UTR, reduzierte. RIP-Assays validierten die Interaktion weiter und zeigten eine erhöhte Anreicherung von miR-217 und APPBP2 in Anti-Ago2-Immunpräzipitaten im Vergleich zu Kontrollgruppen.
Die Überexpression von miR-217 verringerte signifikant die APPBP2-Proteinspiegel in NSCLC-Zellen, während die Hemmung von miR-217 die APPBP2-Spiegel erhöhte. Funktionelle Rettungsexperimente zeigten, dass die Überexpression von APPBP2 die Auswirkungen der miR-217-Überexpression auf das Verhalten von NSCLC-Zellen, einschließlich Koloniebildung, Migration, Invasion und Apoptose, umkehrte. Diese Ergebnisse deuteten darauf hin, dass miR-217 die NSCLC-Progression durch die Zielrichtung auf APPBP2 reguliert.
Die Studie untersuchte auch die Korrelationen zwischen circBIRC6, miR-217 und APPBP2 in NSCLC-Geweben. Die Pearson-Korrelationskoeffizienten-Analyse zeigte eine negative Korrelation zwischen den miR-217-Spiegeln und sowohl den circBIRC6- als auch den APPBP2-mRNA-Spiegeln sowie eine positive Korrelation zwischen circBIRC6 und APPBP2-mRNA-Spiegeln. Diese Befunde deuteten darauf hin, dass circBIRC6 die APPBP2-Expression positiv reguliert, indem es miR-217 abschöpft.
Schließlich wurde die Rolle von circBIRC6 beim Tumorwachstum mit einem murinen Xenograft-Modell untersucht. Der circBIRC6-Knockdown reduzierte signifikant das Tumorvolumen und das Gewicht bei Nacktmäusen. Die Analyse der geernteten Tumore zeigte verringerte circBIRC6- und APPBP2-Spiegel und erhöhte miR-217-Spiegel in den circBIRC6-defizienten Gruppen im Vergleich zu den Kontrollgruppen. Diese Ergebnisse demonstrierten, dass der circBIRC6-Knockdown das Tumorwachstum in vivo hemmt.
Zusammenfassend zeigte diese Studie, dass circBIRC6 in NSCLC überexprimiert ist und die NSCLC-Progression durch das Abschöpfen von miR-217 und die Hochregulierung von APPBP2 fördert. Die Ergebnisse liefern neue Einblicke in die molekularen Mechanismen von NSCLC und legen nahe, dass circBIRC6 als potenzielles therapeutisches Ziel für die NSCLC-Behandlung dienen könnte.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000001940