浙大邵逸夫医院蔡秀军/史亮团队发表最新成果

肝细胞肝癌（HCC）易发生早期转移是其预后不佳的主要原因，最新数据显示，HCC是当前全球癌症相关死亡的主要来源之一。尽管针对HCC的综合治疗模式在不断更新，转移性HCC患者的预后仍然较差。其中，早期的肝内转移，尤其是微小转移灶，是HCC临床治疗干预过程中的重大挑战，严重危害病患生命健康。因此，针对HCC转移机制的研究，成为研发新药、进一步提高 HCC治疗效果的关键。

研究表明，肿瘤转移是一个多步骤的过程，其中肿瘤完成自身细胞骨架的重塑尤为重要。细胞骨架重塑有利于肿瘤细胞与外界环境进行信息交换，并诱导一系列动态渐进的分子事件，从而促进侵袭性伪足形成，最终导致肿瘤转移。深入探究HCC进展过程中细胞骨架重塑的内在机制，对其潜在治疗靶点的鉴定和药物开发具有重要意义。

液-液相分离（LLPS）是近年来肿瘤领域的研究热点。细胞内功能分子（核酸、蛋白）在特定时空下，相互之间通过LLPS浓聚形成“无膜细胞器”、“蛋白凝聚体”，从而精细调控各类信号通路。LLPS的异常调控已成为进一步解析肿瘤发生、进展的新方向。与此同时，非编码RNA（ncRNA）近来被证实可能介导了肿瘤中LLPS的发生。其中，环状RNA（circRNA）作为一类广泛存在的功能性单链闭环RNA，已被证实在多种恶性肿瘤中扮演重要调控角色，而其与LLPS的关系仍亟待探索。深入阐明circRNA作为新型LLPS调控元件在肿瘤转移中的作用机制，将为恶性肿瘤的诊治带来重要的理论基础，并拓宽该领域的研究思路。

2023年7月17日，浙江大学医学院附属邵逸夫医院蔡秀军/史亮团队在PNAS杂志（Direct Submission）在线发表研究论文。该研究发现核circRNA ASH2通过介导核内YBX1发生LLPS，从而靶向调控细胞骨架重要稳定蛋白——原肌球蛋白4 (TPM4) 的mRNA/pre-mRNA剪接过程，并诱导其发生无义介导的mRNA降解（NMD），最终改变肿瘤细胞的骨架结构以抑制HCC侵袭转移。该研究拓宽了人们对ncRNA与RNA结合蛋白（RBP）在细胞核内发生互作的研究认知，揭示了一种全新的由circRNA介导HCC进展的精细调控机制，并为circRNA相关药物的开发以及HCC的临床治疗提供了潜在靶点和理论基础。

circASH2以相分离依赖的方式调控TPM4转录本-YBX1功能复合体的组装

首先，研究人员对2组高/低转移性人HCC组织样本进行了circRNA芯片高通量测序，结合HCC相关circRNA公共数据库，鉴定了一个新型抑癌核circRNA-circASH2，并确定其异常低表达与HCC的不良预后显著相关。进一步，研究人员确定HCC中异常高表达的DHX9是导致circASH2表达丢失的主要原因。随后，研究人员利用多种HCC转移动物模型（分别模拟肝内/肝外转移），证实circASH2可以显著抑制肿瘤转移，特别是HCC早期肝内转移，从而延长荷瘤小鼠生存时间。在体外实验中，circASH2则显著干扰了HCC类器官在基质胶（ECM类似物）中的侵袭行为。此外，研究人员意外地发现HCC细胞骨架状态受到circASH2调控，同时肿瘤细胞黏附能力也发生了改变。

为了探究circASH2重塑细胞骨架的内在机制，研究人员融合高通量转录组/蛋白组等多组学技术分析，确定TPM4是circASH2下游主要效应分子。机制上，circASH2作为一种核circRNA，一方面能够靶向结合TPM4转录本的3‘UTR区（主要）和CDS区，另一方面则通过结合核内YBX1的冷激结构域（CSD），招募hnRNPs、SRSFs等剪切复合体成分，从而完成TPM4转录本-circRNA-剪切复合体超大分子功能体的组装，最终通过调控TPM4转录本的剪接过程以诱导其经NMD途径发生降解。

值得注意的是，研究人员在实验中观察到核内YBX1形成了明显的蛋白凝聚斑点，且与胞核中的circASH2和TPM4转录本存在显著共定位，这一现象引起了他们的高度兴趣，随后研究人员开始进一步探究该过程中是否伴随了LLPS发生。通过一系列体内外实验，研究人员证实：YBX1可以在特定条件下发生LLPS，其结构上高度无序的C端结构域（CTD）是其发生LLPS的关键。而circASH2可以充当“分子胶水”以促进YBX1发生LLPS。更为重要的是，circASH2突变体（无法与YBX1结合）抑或是YBX1截短体（缺失CTD）均可以阻断circASH2/YBX1/TPM4信号轴的传递，提示circRNA-YBX1发生LLPS是circASH2发挥功能的先决条件。

circASH2通过诱导YBX1相分离重塑肿瘤细胞骨架并抑制肝癌转移模式图

综上，该研究揭示了细胞核circRNA介导YBX1发生LLPS的肿瘤转移调控全新机制，为深入探究circRNA参与细胞内信号转导、肿瘤进展调控等提供了理论依据。随着circRNA人工合成以及RNA纳米脂质体递送技术的日趋成熟，circASH2是一种潜在的抑制肿瘤转移的核酸药物候选者，这为转移性HCC的临床治疗提供了新的思路。

浙江大学医学院附属邵逸夫医院普外科刘柏强博士、博士研究生沈皓为论文的共同第一作者，蔡秀军教授和史亮特聘副研究员为本文的通讯作者。研究工作还得到了单革教授团队的帮助与支持。

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