Die Untersuchung von zirkulärem RNA zur Aufdeckung des Mechanismus der Krankheitsregulation

Zirkuläres RNA ist eine neue endogene nicht-kodierende RNA (ncRNA), die ein neues Mitglied der Familie der nicht-kodierenden RNAs mit großem Forschungspotenzial ist, nachdem MikroRNA (miRNA) und lange nicht-kodierende RNA (lncRNA)Immer mehr Studien haben gezeigt, dass zirkuläre RNAs die Eigenschaften einer reichen Vielfalt, stabiler Struktur, Sequenzkonservierung und zell- oder gewebespezifischer Expression aufweisen. Darüber hinaus haben frühere Studien gezeigt, dass zirkuläre RNA mit Diabetes, Erkrankungen des Nervensystems, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Krebs und anderen Krankheiten assoziiert ist, was ihr einen wichtigen Forschungswert verleiht. Zudem machen die weit verbreitete Expression von zirkulärer RNA und die Mechanismen der Krankheitsregulation sie zu einem funktionalen Biomarker und therapeutischen Ziel für verschiedene Krankheiten.

Zielgerichtete zirkuläre RNA bietet Strategien für die Behandlung von Brustkrebs.

Brustkrebs ist die Krebsart mit der höchsten Inzidenz- und Sterblichkeitsrate bei Frauen weltweit, was die Gesundheit von Frauen ernsthaft bedroht. Der Östrogenrezeptor (ER)-positive Subtyp des Brustkrebses macht etwa 70 % aller Brustkrebs-Subtypen aus. Einer der wichtigen auslösenden Faktoren ist die Störung von Östrogen (17-b-Östradiol, Estradiol, E2). Forscher berichten, dass circPVT1, eine zirkuläre RNA, die aus der lncRNA PVT1 erzeugt wird, in ERa-positiven Brustkrebszelllinien und Tumorproben hoch exprimiert wird und funktionell wichtig ist, um die ERa-positive Brusttumorentstehung und die Resistenz gegen endokrine Therapien zu fördern. Die Sequenzierungsanalyse von circPVT1 mittels RNA-Seq zeigte, dass es als konkurrierende endogene RNA (ceRNA) wirkt, um miR-181a-2-3p zu binden, was die Expression von ESR1 und nachgelagerten ERa-Zielgenen sowie das Wachstum von Brustkrebszellen fördert. Darüber hinaus stört circPVT1 die Bildung des RIGI-MAVS-Komplexes, indem es mit MAVS interagiert, hemmt die Aktivierung des nachgelagerten Typ-I-Interferon-Signalwegs von MAVS und fördert die Immunflucht von Tumorzellen. Zusammenfassend zeigt diese Studie, dass circPVT1 sowohl durch ceRNA- als auch durch Protein-Gerüstmechanismen zur Krebsförderung beitragen kann. Daher könnte circPVT1 als diagnostischer Biomarker und therapeutisches Ziel für ERa-positiven Brustkrebs in der Klinik dienen.

MCF7-Zellen wurden mit Kontroll-siRNA oder zwei einzelnen siRNAs, die spezifisch gegen circPVT1 gerichtet sind, transfiziert, gefolgt von RNA-seq.

Funktionales und molekulares Mechanismusmuster von zirkulärem RNA circPVT1 bei der Förderung der Entwicklung von Brustkrebs.

Mechanismus der zirkulären RNA-Sequenzierung zur Unterstützung bei Plattenepithelkarzinom der Speiseröhre

Zirkuläre RNA spielt eine wichtige Rolle bei vielen Krebsarten, wie zum Beispiel dem Plattenepithelkarzinom der Speiseröhre (ESCC), aber die genaue Funktion der meisten zirkulären RNAs ist noch unklar. Forscher stellten eine signifikante Herabregulation von circTRPS1-2 in ESCC fest, basierend auf Hochdurchsatz-Sequenzierung von drei Paaren von ESCC-Gewebe und angrenzendem Normalgewebe, gefolgt von PCR-Validierung mit weiteren 30 Gewebe-Paaren. Die aus der Sequenzierung gewonnenen circRNA-Ergebnisse zeigten, dass 2685 zirkuläre RNAs in Krebs hochreguliert waren, während 4881 zirkuläre RNAs in Krebs herabreguliert waren. Die mediane Gesamtüberlebenszeit (13 Monate) von ESCC-Patienten mit einer circTRPS1-2-Expression, die unter dem Medianlevel der Probe lag, war signifikant kürzer als die von Patienten mit einer circTRPS1-2-Expression, die über dem Medianlevel lag (36 Monate). Die Überexpression von circTRPS1-2 reduzierte signifikant die Vitalität und Proliferation von ESCC-Zellen sowie die Migrationsfähigkeit der ESCC-Zellen. Das Ausschalten von circTRPS1-2 hatte den gegenteiligen Effekt. Umgekehrt förderte das Herunterregulieren von circTRPS1-2 mittels kurzer interferierender RNA die Zellproliferation und -migration. Ähnliche Ergebnisse wurden bei Mäusen mit K150-Xenotransplantaten beobachtet, in denen circTRPS1-2 überexprimiert oder herunterreguliert wurde. Insgesamt kombinierte diese Studie zirkuläre RNA-Sequenzierung, zirkuläre RNA qRT-PCR, RIP-PCR, RNA-Pull-Down und andere Technologien, um zu beweisen, dass circTRPS1-2 die Produktion von Ribosomen reguliert und eine antitumorale Rolle spielt, indem es mit Ribosomenproteinen interagiert, und erkundete die Rolle von circTRPS1-2 als potenziellen prognostischen Biomarker und therapeutisches Ziel in ESCC.

Identifizierung von circTRPS1-2 durch Hochdurchsatz-Sequenzierung von ESCC-Geweben

Die neuesten Fortschritte im Bereich der zyklische RNA-Forschung hat den Kerninhalt der Biogenese und Biologie von zirkulärem RNA enthüllt. Die Untersuchung von zirkulärer RNA hat uns viele überraschende Entdeckungen gebracht, was bedeutet, dass zirkuläre RNA eine wichtige Bedeutung in der Biologie und pathologischen Biologie hat. In Zukunft wird diese Technologie uns weitere biologische Geheimnisse enthüllen.

Referenzen

1. Kristensen, Lasse S. u. a. "Die Biogenese, Biologie und Charakterisierung von zirkulären RNAs." Naturwissenschaftliche Rezensionen. Genetik Bd. 20,11 (2019): 675-691.
2. Yi, Jia u. a. „CircPVT1 fördert die Tumorigenese von ER-positivem Brustkrebs und die Arzneimittelresistenz, indem es ESR1 und MAVS anvisiert.“ Das EMBO-Journal Bd. 42,10 (2023): e112408.
3. Zhao, Renchang u. a. „Zirkuläres RNA circTRPS1-2 hemmt die Proliferation und Migration von Plattenepithelkarzinomen der Speiseröhre, indem es die Produktion von Ribosomen reduziert.“ Entdeckung des Zelltods Bd. 9,1 5. 12. Jan. 2023.