H19 rekrutiert den N6-Methyladenosin (m6A)-Reader YTHDF1 zur Förderung der SCARB1-Translation und Förderung der Angiogenese beim Magenkarzinom
Das Magenkarzinom (GC) stellt weiterhin eine erhebliche globale Gesundheitsbelastung dar und rangiert als fünfthäufigste diagnostizierte Krebsart sowie dritthäufigste Todesursache krebsbedingter Erkrankungen weltweit. Die Prognose für GC-Patienten ist oft ungünstig, bedingt durch späte Diagnosestellung und eine hohe Neigung zur Lymphknotenmetastasierung. Die Angiogenese – die Neubildung von Blutgefäßen aus bestehendem Vasculature – spielt eine entscheidende Rolle im Tumorwachstum und der Metastasierung. Das Verständnis der molekularen Mechanismen, welche die Angiogenese beim GC antreiben, ist essenziell für die Entwicklung wirksamer Therapiestrategien. Diese Studie untersucht die Rolle der langen nicht-kodierenden RNA (lncRNA) H19 bei der Förderung der Angiogenese im GC, mit Fokus auf deren Interaktion mit dem m6A-Reader YTHDF1 und dem Scavenger-Receptor-Klasse-B-Mitglied 1 (SCARB1).
Die Studie beginnt mit dem Nachweis einer H19-Überexpression in GC-Geweben und deren Korrelation mit der Angiogenese. Immunhistochemische Färbungen des Gefäßmarkers CD34 in 30 GC- und adjazenten Normalgewebeproben zeigten eine signifikant erhöhte Mikrogefäßdichte (MVD) in GC-Geweben. Bioinformatische Analysen der TANRIC-Datenbank deuteten auf eine erhöhte H19-Expression im GC hin, die in 48 frischen GC-Proben bestätigt wurde. Eine hohe H19-Expression korrelierte positiv mit der MVD, und Patienten mit hoher H19-Expression wiesen signifikant niedrigere Gesamtüberlebensraten auf. Die H19-Expression wurde ebenfalls in verschiedenen GC-Zelllinien verifiziert, wobei BGC-823-Zellen die höchste Expression aufwiesen.
Funktionelle Experimente zeigten, dass H19 die Proliferation, Migration und Angiogenese von GC-Zellen in vitro fördert. siRNA-vermittelte H19-Knockdowns (si-H19) reduzierten die H19-Expression in BGC-823- und AGS-Zellen signifikant, während ein Überexpressionsplasmid (pcDNA-H19) die Expression in SGC-7901- und AGS-Zellen steigerte. Der H19-Knockdown hemmte Zellproliferation, Migration und Angiogenese, nachgewiesen durch CCK8-, Koloniebildungs-, EdU-, Transwell- und HUVEC-Angiogenese-Assays. Umgekehrt verstärkte die H19-Überexpression diese Prozesse. Die Expression angiogeneseassoziierter Gene wie MMP9, VEGFA und ANGII wurde durch H19-Modulation beeinflusst.
In vivo-Experimente mit Nacktmäusen, die mit sh-H19-transfizierten BGC-823-Zellen subkutan injiziert wurden, zeigten reduzierte Tumorgewichte und -volumina im Vergleich zu Kontrollen. H&E- und Ki-67-Immunfärbungen deuteten auf verminderte Tumorproliferation hin. Matrigel-Plug-Assays bestätigten eine geringere Mikrogefäßbildung, und CD34/VEGF-Immunfärbungen zeigten reduzierte Angiogenese im Knockdown-Kollektiv.
Hochdurchsatzsequenzierungen nach H19-Knockdown in BGC-823-Zellen identifizierten SCARB1 als signifikant herunterreguliertes Zielgen. SCARB1, kodierend für SR-BI, war in GC-Geweben hochreguliert und korrelierte positiv mit H19. SCARB1-Knockdown inhibierte tumorfördernde Effekte, und Rescue-Experimente demonstrierten eine partielle Revertierung der H19-Überexpressionseffekte.
Mechanistische Analysen zeigten, dass H19 hauptsächlich im Zytoplasma lokalisiert ist und direkt mit YTHDF1 interagiert, wie durch RNA-Pulldown- und RIP-Assays bestätigt. YTHDF1 förderte die SCARB1-Translation durch Bindung an m6A-Modifikationen in der 3′-UTR von SCARB1-mRNA, ohne deren mRNA-Spiegel zu beeinflussen. Me-RIP-Assays validierten diese m6A-Modifikationen.
Weiterhin wurde HIF-1α als upstream-Regulator von H19 identifiziert. HIF-1α-Bindung an Hypoxie-Response-Elemente (HREs) im H19-Promotor wurde mittels ChIP- und Dual-Luciferase-Assays nachgewiesen. HIF-1α-Knockdown reduzierte H19-Expression und tumorigene Effekte, die durch H19-Überexpression revertiert werden konnten.
Zusammenfassend offenbart diese Studie einen neuartigen Mechanismus, bei dem HIF-1α-induziertes H19 über den YTHDF1/SCARB1-Achse die Angiogenese im GC fördert. Diese Erkenntnisse unterstreichen das therapeutische Potenzial der gezielten Inhibition dieses Signalwegs zur Verbesserung der GC-Behandlung.
DOI: 10.1097/CM9.0000000000002722