南京醫(yī)科大學張智弘團隊：揭示胰腺癌進展新機制
7月10日，南京醫(yī)科大學張智弘研究團隊在期刊《Cell Death&Disease》上發(fā)表了研究論文，題為“LINC01133 promotes pancreatic ductal adenocarcinoma epithelial–mesenchymal transition mediated by SPP1 through binding to Arp3”，研究人員在本研究中發(fā)現，LINC01133是一種鮮有報道的lncRNA，是預測胰腺癌患者預后的16個關鍵基因之一。與相鄰的胰腺組織相比，LINC01133在胰腺癌腫瘤中過度表達，可在體外和體內促進胰腺癌的增殖和轉移，并抑制胰腺癌細胞的凋亡。LINC01133的表達與分泌磷蛋白1(SPP1)的表達呈正相關，導致上皮間質轉化(EMT)過程的增強。LINC01133與肌動相關蛋白3(Arp3)結合，該復合物降低了SPP1 mRNA的降解，從而增加了SPP1 mRNA水平，終導致胰腺癌的增殖。這項研究揭示了胰腺癌進展的一種新機制，并為胰腺癌患者提供了一種潛在的預后指標。
背景知識
胰腺癌是一種致命疾病，五年生存率不足10%。胰腺導管腺癌（PDAC）是常見的病理亞型，占所有胰腺癌的90%以上。盡管化療和靶向療法不斷發(fā)展，但總體生存率的改善仍不令人滿意。手術治療的患者術后復發(fā)和轉移的情況較為常見，終導致死亡。
近期，許多研究已經證實了包含基因表達或突變狀態(tài)在內的生存預后模型的可靠性。結合傳統(tǒng)的預測因子，如腫瘤分期和分化程度，這些模型有潛力為定制靶向治療提供依據。然而，這些模型中的許多是通過生物信息學技術構建的，而眾多關鍵因素如何激活或抑制腫瘤發(fā)生的內在機制尚未得到充分闡明。
長非編碼RNA（lncRNA）是一類長度超過200個核苷酸的RNA亞群。lncRNA可以影響轉錄和轉錄后調控網絡，異常表達的lncRNA參與了包括癌癥在內的多種人類病理過程。許多l(xiāng)ncRNA在PDAC進展過程中被發(fā)現發(fā)生了異常表達，涉及一系列生物學過程。例如，lncRNA MACC1-AS1的升高與NOTCH1信號通路激活有關，導致PDAC患者預后不良。lncRNA PACERR通過調節(jié)KLF12/p-AKT/c-myc通路，使PDAC組織中的巨噬細胞極化。此外，lncRNAs HIF1A-AS1和PVT1被發(fā)現參與了PDAC對吉西他濱的耐藥性。
該lncRNA（LINC01133）位于1q23.2的基因圖譜上，在近期的研究中脫穎而出。它具有多種表達模式，在多種癌癥中發(fā)生異常。在肺癌、肝細胞癌和婦科腫瘤中觀察到了LINC01133水平的升高，并且與細胞增殖能力的增強有關。
上皮-間質轉化（EMT）是一種細胞過程，其中上皮細胞放棄了對鄰近細胞接觸的依賴，并采用了間質細胞的特征。該過程與腫瘤的發(fā)生、增殖和對治療的抵抗有關。研究發(fā)現lncRNAs能夠調節(jié)EMT，因此具有作為生物標志物或治療靶點的潛力。LINC01133被發(fā)現參與了EMT過程，但其機制多樣，有待進一步闡明。
LINC01133在體外促進PDAC增殖、遷移和抗凋亡
研究人員設計了三款針對LINC01133的小干擾RNA（si-LINC01133 1#、si-LINC01133 2#和si-LINC01133 3#），并通過qRT-PCR分析驗證了在BXPC-3和ASPC-1細胞中的轉染效率。si-LINC01133 1#和si-LINC01133 3#顯示出更有效的敲低效果，并用于后續(xù)的功能實驗。研究人員將LINC01133過表達載體（pcDNA-LINC01133）轉染入PANC-1細胞中，并通過qRT-PCR分析驗證了轉染效率。
然后研究人員在體外研究了LINC01133的功能。CCK-8和EdU分析顯示，PDAC細胞的增殖在LINC01133敲低后減少，在LINC01133過表達后增加?？寺⌒纬煞治鲲@示，在敲低LINC01133后，PDAC細胞克隆數量減少，同時，LINC01133過表達的PDAC細胞克隆數量增加。在細胞遷移分析中，研究人員觀察到LINC01133過表達細胞的基底膜穿透能力增強，而下調LINC01133顯著抑制了PDAC細胞的遷移。
流式細胞術檢測結果顯示，敲低LINC01133后，BXPC-3細胞周期阻滯于S期，而ASPC-1和PDAC細胞周期無明顯變化。敲低LINC01133后早期和晚期凋亡增加，提示LINC01133可能導致PDAC細胞抵抗凋亡。
LINC01133促進體內PDAC腫瘤生長和轉移
研究人員采用BXPC-3細胞株構建裸鼠移植瘤模型，然后每2天測量腫瘤體積。在腫瘤較大直徑達到1.5 cm之前，對小鼠實施安樂死，并獲取腫瘤。si-LINC01133 1#組的腫瘤體積和重量較si-NC組減小。qRT-PCR結果顯示，si-LINC01133 1#組中LINC01133的表達水平較低。免疫組織化學染色顯示，si-LINC01133組增殖指數Ki-67的表達低于si-NC組。
LINC01133促進體內PDAC腫瘤生長和轉移
在尾靜脈轉移模型中，兩組小鼠肺內均可見轉移性腫瘤結節(jié)，但NC組轉移結節(jié)數和計算大小均高于si-LINC01133組(分別為42個比2個，1.34 mm2比0.64 mm2)。NC組小鼠在計劃結束前12 h死亡，檢測到心臟轉移灶，而si-LINC01133組小鼠除肺外無其他臟器轉移灶。研究表明LINC01133可促進體內腫瘤的生長和轉移。
小結展望
綜上，研究人員基于基因表達譜開發(fā)了一種新的胰腺癌預后模型，并研究了一種關鍵基因LINC01133的致癌功能。研究人員發(fā)現LINC01133能夠與Arp3結合形成復合物，從而增強SPP1 RNA的穩(wěn)定性，導致胰腺癌中上皮間質轉化（EMT）過程的增強。這一過程可以通過c-JUN過表達激活WNT/β-catenin信號通路來調節(jié)?？傊狙芯拷沂玖艘环N能夠誘導胰腺癌中EMT的新通路，這有望提高對lncRNA與癌癥相互作用的理解，為潛在的診斷和治療提供新的思路。
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