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伯豪生物 | 文献解读:北大肿瘤研究所发现 C8orf76 基因通过直接上调 lncRNA DUSP51P 促进胃癌发生和转移
发布时间:2019-12-04 浏览次数:908
文章关注胃癌,重点阐述C8orf76基因促进胃癌发生的致病机制,由北京大学肿瘤医院于2019年5月发表在Clin Cancer Res.杂志上。

文章关注胃癌,重点阐述 C8orf76 基因促进胃癌发生的致病机制,由北京大学肿瘤医院于 2019 年 5 月发表在 Clin Cancer Res. 杂志上。(伯豪生物提供服务:Chip-seq)

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客户通过前期高通量筛选发现 C8orf76 在胃癌(GC)中拷贝数增加,并且在两个独立的 GC 病人队列中验证发现 C8orf76 的表达上调。

接着通过一系列细胞、动物实验证明 C8orf76 在 GC 中扮演促进细胞增殖、迁移 / 入侵、肿瘤发生 / 转移的重要作用。

通过对 shC8orf76 细胞和对照细胞进行 RNA-seq 分析发现在 MAPK 信号通路、细胞循环,p53,wnt,TGF, 凋亡和 ErbB 的异常调节,说明 C8orf76 通过激活 MAPK 信号通络而促进肿瘤的发生。

通过预测发现 C8orf76 是核内的潜在转录因子,经 ChIP-seq(由伯豪生物提供)分析发现 C8orf76 会直接调控 lncRNA DUSP51P,最后发现 siRNA DUSP5PA 后,会明显抑制癌症进程。

因此全文通过完整的实验设计证实了 C8orf76 直接与致癌的 lncRNA DUSP5P1 结合以诱导其表达并激活 MAPK 信号传导,从而促进癌症发生,同时还发现 C8orf76 可作为 GC 患者的预后因子。

  研究背景

胃癌排全球癌症死亡率第三位,大约一半的胃癌患者的 DNA 会表现出染色体不稳定性,包括基因拷贝数的增加和减少。

早前已证明染色体的拷贝数扩增经常发生在染色体区域 8q22,8q24 和 20q11-q13,并且与胃癌患者短暂的生存期显著相关。与邻近的非肿瘤粘膜组织相比,C8orf76(即 8 染色体的第 76 个开放阅读框)是一种核蛋白编码基因,在原发性胃癌中优先扩增。

C8orf76 基因位于染色体 8q24.13 上。已有相关文献报道 C8orf76 过表达与肾癌,子宫内膜癌和乳腺癌的不良预后相关,因此在本研究中,作者评估了 C8orf76 在胃癌中的拷贝数扩增和过表达状态,并描述了 C8orf76 在胃癌发生中的功能机制和临床影响。

研究线路

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主要结果

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图 2 C8orf76 表达的细胞系的入侵能力明显高于对照组,在敲除 C8orf76 基因后的入侵和转移能力明显降低。(GES1 为正常胃上皮细胞系,AGS, BGC823, MKN74, MGC803, KatoIII, and SNU719 为 6 种胃癌细胞系)

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图 3 为了探究 C8orf76 是否是 GC 治疗的潜在靶点,从 3 个不同类型 GC 病人分离的细胞构建类器官,而在敲除 C8orf76 基因的 PDO 细胞生长显著受到抑制。因此 C8orf76 可以作为 GC 治疗的潜在靶点。

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图 4 对敲除了 C8orf76   的 BGC823 & MKN74   细胞和对照细胞进行 RNA-seq 分析 shC8orf76 的 KEGG 结果显示富集在 MAPK 信号通路、细胞循环,p53,wnt,TGF, 凋亡和 ErbB 的异常调节。通过荧光素酶实验发现 shC8orf76 细胞系的 MAPK 信号通路受抑制,因此 C8orf76 可通过激活 MAPK 信号通路促进肿瘤发生。

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图 5 通过预测知道 C8orf76 是位于核内且具有锌指结构的潜在转录因子,并通过 WB 和荧光免疫技术验证了其位于核内。

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图 6 对转染了 C8orf76 和空载的 GES1 细胞进行 chip-seq,有 25 个 peak 位于 promoter 区,25 个基因经筛选得到 5 个,经 chip-PCR 验证确定 4 个基因受到 C8orf76 的调控,其中就包括 DUSP51P。

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图 7 为进一步探讨 GC 中 C8orf76 的促癌作用是否依赖于 DUSP5P1,通过 siRNA DUSP5P1 实验发现,在 siRNA DUSP5P1 后显著抑制癌症进程,因此 DUSP5P1 的过表达会促进癌症进程。

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图 8 作者整理发现在胃癌发生中 C8orf76 和 lncRNA DUSP5P1 的作用机制线路图

敲重点

文章整体逻辑严密,一步接一步的验证让小编佩服,当然文章前期的数据投入量也挺大的。但是小编认为文章最值得借鉴的地方是最后的机制研究,通常当我们发现 DNA 层面的差异基因后,最多再做下差异表达和动物实验的验证,来完善整体的研究思路,但是在这里作者为了使文章更丰富在最后做了 ChIP-seq 分析,找了与 C8orf76 相互作于的 lncRAN DUSP5P1,并发现 C8orf76 作为转录因为与 lncRNA DUSP5P1 结合,会抑制 MAPK 磷酸激酶通路,通过促进细胞增殖,分裂、转移同时抑制凋亡来促进癌症进程。

参考文献

Wang X, Liang Q, Zhang L, et al. C8orf76 promotes gastric tumorigenicity and metastasis by directly inducing lncRNA DUSP5P1 and associates with patient outcomes[J]. Clinical Cancer Research, 2019, 25(10): 3128-3140.

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