【课题反套路】circRNA 已知功能

最近查文献的时候,顺手看看中意的NC近期都刊了哪些文章。其中一篇文章引起了我极大的好奇。这篇上个月发表于Nature Communications的论文标题是这样的:“Spatial expression analyses of the putative oncogene ciRS-7 in cancer reshape the microRNA sponge theory”。circRNA,肿瘤,microRNA,这几个关键词让人隐隐觉得熟悉。不就是ceRNA嘛。什么?ceRNA能发NC了?这是要向MC靠拢了吗?再仔细看看,事情并没有想象得那么简单。这是一篇表面陈旧,实则观点新颖的反套路文章。

 

研究背景
circRNA的ceRNA机制大家相当熟悉了,circRNA作为分子海绵吸附miRNA,促进miRNA靶标基因的表达。在circRNA正热的头几年中,ceRNA机制一度风靡肿瘤研究(做得太多了以至于现在都不受待见)。ciRS-7就是其中一个肿瘤中发现的circRNA。以往研究认为,ciRS-7的靶分子miR-7下调癌基因如EGFR,IGF1R,PIK3CD,因此认为ciRS-7是肿瘤细胞中的一个致癌circRNA。
然而作者却发现,ciRS-7并不在肿瘤细胞中表达,由此做了一系列实验为ciRS-7“正名”。来看看作者具体是怎么做的。
研究内容

1. 原位杂交显示ciRS-7不在肿瘤细胞表达

首先作者选取了32个结直肠癌患者的组织样本进行显色原位杂交(CISH),结果发现ciRS-7竟然不在肿瘤细胞中表达,而是在基质细胞中高表达。更多样本的组织芯片提示,ciRS-7在肿瘤组织的基质细胞中表达量确实远高于肿瘤细胞。

 

2. LINC00632的T3转录本驱动ciRS-7的表达

进一步检测ciRS-7的编码基因,发现只有LINC00632的3号转录本在基质细胞中显著高表达。

3. ciRS-7和miR-7靶基因的相关性

那么问题来了,ciRS-7到底是否调控miR-7的靶基因呢?于是作者从文献中选取了20个miR-7的靶基因并在患者组织样本中检测其表达与ciRS-7的相关性。确实有5个基因与ciRS-7正相关或负相关,然而这5个基因都是在基质细胞中存在与ciRS-7表达的一致性。

更令人想不到的是,无论在293T细胞中敲除ciRS-7或转入miR-7,靶基因FOS的表达量均没有显著变化。

 

4. 模型提出

为了解释这个令人费解的现象,作者提出了一个假说:ciRS-7与靶基因的正相关性是由于共表达这两个基因的基质细胞和没有共表达这两个基因的肿瘤细胞数量差异造成的;而负相关性是由于表达ciRS-7的基质细胞和表达靶基因的肿瘤细胞数量不一造成的(有点绕,简单说来,是因为肿瘤组织样品没有区分两种细胞,而恰好两种细胞分别高表达了ciRS-7和靶基因)。

 

5.模型假说验证

为了证明自己的假说,作者分别检测了基质细胞中高表达基因与ciRS-7的正相关性,以及肿瘤细胞高表达基因与ciRS-7的负相关性,果然与预期的相同。

 

6. 其它circRNA也符合假说中的规律

既然仅仅是因为表达量在不同细胞中的差异,那么是否其它circRNA也会有类似的“假象”呢?于是作者挑选了11个与miR-7完全不相关的circRNA进行同样的分析,发现竟然也有相似的相关性。

 

7. ciRS-7现象在其它肿瘤中也适用

最后,为了看看这是不是在某种肿瘤中的特例,作者又用CISH在其它肿瘤组织样本中检测ciRS-7的表达,结果发现ciRS-7依然在基质细胞中表达量更高。

总结

看完这篇文章,无花果的内心是震撼的:难道以前的ceRNA研究就是做了个寂寞?

不过,肿瘤组织的细胞异质性其实早已被发现和讨论,这也是为什么现在那么强调肿瘤微环境的原因(觉得单细胞测序还会继续火下去)。

不光是ceRNA机制,其实在做任何研究过程中,我们都应该明确目标分子以及推测的调控因子是否有共定位,是否在同一个类型的细胞中有持续一致的表达。

这篇文章给了我们很好的启示,或者说警示在急于寻找致病的分子机制前,需要先明确基因的空间、时间表达和定位,才能以此为基础进一步探索调控关系。

这篇文章也给我们提供了另一些未解之谜和研究思路:ciRS-7到底与肿瘤的发生发展是否有直接关系?基质细胞是否会通过细胞间通讯影响肿瘤细胞的发展?ciRS-7的功能究竟是什么?这些都有待更多的探索和研究。

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