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客户文献│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...

 生物_医药_科研 2019-07-10

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。

研究路线

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主要结果

图1 早期胃癌阶段,C8orf76的高表达与患者的不良预后显著相关。

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)

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。

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。

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。

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。

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。

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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