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本文“Transforming Growth Factor-β1-mediated Regulation of circ_DISP3 and ATF3 in Human Triple-negative Breast Cancer Cells”在期刊Gene Expression上发表。
投稿:2023年8月22日;修回:2023年9月6日;接受:2023年9月20日;上线:2023年10月26日
研究背景和目的
乳腺癌(BC)是全球女性最常见的死因之一,其中三阴性乳腺癌(TNBC)约占所有病例的15%。TNBC具有侵袭性、预后不良和对治疗反应差的特点。研究发现,转化生长因子-β1(TGF-β1)能够调节激活转录因子-3( ATF3)的表达,促进BC的生长和转移。因此,靶向ATF3可能有助于控制BC的发展和骨转移。然而,ATF3 像其他转录因子那样很少有成药位点,因此很难直接靶向 ATF3 进行转化研究。
越来越多证据表明非编码RNA(ncRNA)如miRNA和circRNA在BC发病机制中发挥作用。miRNA通过与互补靶标mRNA结合影响细胞增殖、迁移、凋亡和分化,如miR-21促进BC细胞增殖和转移。circRNA具有miRNA反应元件(MRE)并作为竞争性内源性 RNA(ceRNA)发挥作用。例如,circRNA-0001361通过海绵化miR-491-5p增加FGFR4表达,影响BC转移;circ-ATAD3B 可通过介导 miR-570-3p/MX2 轴抑制 BC 细胞增殖。前研究发现TGF-β1通过调节miR-4638-3p和ATF3促进BC进展和转移。本研究重点探讨TGF-β1对miR-4638-3p和ATF3的调控机制。
研究方法和结果
该研究从癌症特异性 CircRNA 数据库(CSCD)2.0中检索筛选出了10 个未经验证的circRNA ,并在体外利用TGF-β1刺激三种三阴性人乳腺癌细胞株(MDA-MB231、MDA-MB468 和 MDA-MB453),通过RT-qPCR、瞬时转染、Weston-Blot、荧光素酶报告基因检测等方法进行验证分析。
实验结果表明,TGF-β1能够调节细胞中的circRNA表达,且在三种细胞中,circ-DISP3的表达均增加(图1)。
图1 TGF-β1处理后BC细胞中的circRNA表达情况
利用反义寡核苷酸(ASO)沉默circ-DISP3处理后,通过WB检测ATF3 的表达,发现ATF3表达降低(图2),并且猜测其可能还导致了miR-4638-3p的靶向丧失。
图2 沉默circ-DISP3后,ATF3表达降低
进一步采用双荧光素酶报告基因检测实验证实了miR-4638-3p与BC细胞中circ-DISP3 之间的直接结合(图3)。
图3 MDA-MB231细胞中circ-DISP3对miR-4638-3p的直接靶向作用
注:(a)miR-4638-3p种子位点与circ-DISP3的MRE的结合图示(野生型和突变体结合位点)。(b)细胞与pCMV-MIR或pCMV-MIR4638以及pmirGLO或circ-DISP3的野生型或突变体构建体共转染。转染24小时后裂解细胞,收集裂解物,用肾萤光素酶活性归一化后测定相对荧光素酶活性。细胞与野生型circ-DISP3构建体和pCMV-MIR4638共转染时,荧光素酶活性显著降低,p<0.01;相比较之下,突变型circ-DISP3或pmirGLO构建体,荧光素酶活性没有实质性变化。
这些结果表明,在不同 TNBC 细胞系中,circ-DISP3受TGF-β1 调控,并直接靶向miR-4638-3p,充当 miR-4638-3p 的海绵,调控ATF3的表达,进而调控BC细胞的增殖与转移。
总结和展望
TGF-β在肿瘤的不同阶段扮演不同作用,ATF3也在BC细胞中发挥双重作用。近年来,circRNA作为潜在的癌症诊断和预后生物标志物备受关注,可通过海绵化miRNA调节基因转录。本研究揭示了ncRNA调控ATF3表达模式的分子机制:circ-DISP3作为miR-4638-3p的海绵可抑制其活性并调节靶基因的表达;TGF-β1通过调节circ-DISP3间接调控ATF3表达(图4)。因此,TGF-β1对circ-DISP3/miR-4638-3p/ATF3 轴的调控在BC进展和转移中起关键作用。未来还需进一步进行体外和体内研究,以验证和支持这些发现用于临床应用。
图4 TGF-β1介导的ATF3在BC细胞中的表达示意图
引用本文:
Mohan S, Bharathy A, Induja M, Kolipaka R, Karthik S, Ganesamoorthi S, et al. Transforming Growth Factor-β1-mediated Regulation of circ_DISP3 and ATF3 in Human Triple-negative Breast Cancer Cells. Gene Expr. 2023;22(4):297-305. doi: 10.14218/GE.2023.00101.
原文链接:https://www.xiahepublishing.com/1555-3884/GE-2023-00101
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通讯作者:
Nagarajan Selvamurugan
印度钦奈SRM科学技术学院工程与技术学院生物技术系教授,主要研究领域包括骨生物学、干细胞生物学、癌症生物学和生物材料
在同行评审的期刊上发表了超过180篇论文,H指数为60
专注于应用型研究,主持了印度CSIR、ICMR、DBT和DST等多个政府资助的项目
Gene Expression简介
Gene Expression (GE) 杂志于1991年创刊,自2022年8月开始,正式由华誉出版社 (Xia & He Publishing Inc., XHP) 出版。期刊为快速发展的生物科学领域传播新的研究成果提供了平台,所涵盖的研究主题主要包括细胞生物学、分子生物学、基因、遗传学、人类疾病的细胞和分子机制等。
GE采用ScholarOne作为投审稿系统,以确保稿件的审稿质量。同时启用新的PDF稿件排版格式,提升读者的阅读体验。
CiteScore 2023: 3.8
主编介绍
王华教授
安徽医科大学肝病研究所
中国,合肥
Prof. Amancio Carnero
Instituto de Biomedicina de Sevilla (IBIS), Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Hospital Universitario Virgen del Rocío (HUVR), Universidad de Sevilla
Seville, Spain
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