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全转录组测序技术揭示circRNA新的调控机制(二)

2020.4.15

3. 环状RNA的差异表达与前列腺癌的进展有关

研究者对144个前列腺癌进行了聚类分析,与线性RNA相比,环状RNA最强模式与它们在每个样本中的总体丰度相一致。另外,极端circRNA分布的患者的预后明显较circRNA分布稳定的患者差,同时极端circRNA index组也与更高的转移发生率相关。这种相关性排除了对应亲本来源的线性转录本的影响,种种迹象表明这种特异性表达的circRNA与前列腺癌的发生发展密切相关。

为了评估这些特异性circRNA的功能重要性,选取前列腺癌细胞系中数量最多的2000个环状RNA进行shRNA功能缺失筛选,位点靶向于反式剪切序列,然后对这些环状RNA敲除细胞系进行全转录组测序,同时耗尽其中的线性RNA以保证筛选的有效性,结果表明这些特异性的circRNA对细胞的增殖产生明显的促进作用,而不是线性RNA。

4. circCSNK1G3的功能特征

环状RNA分子circCSNK1G3非常特殊,其环状和线性形式表达丰度相似,经验证发现环状RNA形式在四种前列腺癌细胞系中是必不可少的,相反的,其对应线性转录本则是非必须的。为了研究circCSNK1G3促进细胞增殖的机制,研究者在PC-3细胞系中对circCSNK1G3进行敲除和过表达后进行全转录组测序(RNA-seq)分析。GSEA富集分析显示过表达样品中上调的许多基因在敲除样品中下调,反之亦然。另外两种环状RNA circSTAU2和circGOLPH3也出现了类似的模式,说明在敲除和过表达实验中观察到的表型并不是由靶外效应引起的。同时,敲除其线性转录本CSNK1G3后,并没有这种现象。最终证实circCSNK1G3对前列腺癌细胞增殖的促进作用与其对应线性转录本无关。

5. circCSNK1G3协同稳定miR-181b/d活性促进前列腺癌

环状RNA通常与miRNA相互作用发挥调控功能,首先通过预测找到了10个与circCSNK1G3作用的候选miRNA,进一步分析了circCSNK1G3与miRNA之间的相关性,最终确定了与circCSNK1G3表达显著相关的5个miRNA,分别是miR-181a/b/c/d和miR-196b。通过circCSNK1G3 pull down(云序生物提供此项服务)实验发现只有miR-181b/d显著富集,敲除circCSNK1G3降低miR- 181b/d丰度,过表达增加miR- 181b/d丰度。对ciRS-7也有类似的现象,敲除ciRS-7降低了其相互作用的miR-7。PC-3细胞系中miR-181b/d 过表达显著降低CBX7丰度,CBX7是一种特征良好的miR-181b靶点,也是前列腺癌的肿瘤抑制因子。与miR-181b/d在circCSNK1G3敲低后下调一致,CBX7丰度显著增加。同样的,在miR-181b/d 过表达细胞系中,细胞周期基因如CDK1、CDC25A上调,而在circCSNK1G3敲除细胞系中下调。与细胞周期基因上调一致,miR-181b/d过表达可促进PC-3细胞增殖。更重要的是,miR-181b/d的过表达显著减弱了circCSNK1G3的敲除诱导的细胞增殖阻滞。综上所述circCSNK1G3通过与miR-181b/d的相互作用促进前列腺癌细胞的增殖,且这种新的调控方式有别于海绵机制。

总结

总结一点:有充足的经费,有充足的样本,利用新分子circRNA做分子标志物,结合机制,登顶CNS不再遥远。

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