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

扫码阅读：

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

欢迎投稿

期刊网站：https://www.xiahepublishing.com/journal/ge

投稿网址：https://mc03.manuscriptcentral.com/gejlr

期刊邮箱：ge@xiahepublishing.com  叶老师