雄激素受體AR通過RNA編輯酶ADAR1抑制肝癌細胞中circRNA表達

熱烈祝賀浙江大學醫學院附屬邵逸夫醫院蔡秀軍教授團隊在Cell Death and Disease雜誌發表了題為《Circular RNA expression is suppressed by androgen receptor (AR)-regulated adenosine deaminase that acts on RNA (ADAR1) in human hepatocellular carcinoma》的論文，該研究成果中circRNA過表達載體由吉賽生物提供。

11月16日，Cell Death and Disease雜誌發表了Cell Death and Disease浙江大學醫學院附屬邵逸夫醫院蔡秀軍教授團隊的文章，文章介紹了雄激素受體（AR）通過正向調節RNA編輯酶ADAR1降低circular RNA表達，進而影響肝癌細胞生長。蔡秀軍教授和梁霄主任醫師是本文的共同通訊作者。

本文思路與結論

肝癌具有明顯的性別差異但是這是差異背後的機制仍然未知，雄激素受體（AR）被認為是重要的原因之一；同時環狀RNA（circRNA）在腫瘤中的作用仍然不十分明確，本文正是圍繞這兩點開展研究的，作者通過circRNA 晶元分析了肝癌細胞中AR對circRNA表達的影響，進一步研究發現AR通過上調ADAR1 p100抑制circRNA表達。而AR能夠作為轉錄因子結合到ADAR1的啟動子區。ADAR1的表達是肝癌患者的一個預後因子並且與AR表達正相關。另外，作者還詳細研究來受AR/ADAR1調控的一個circRNA分子-CircARSP91，CircARSP91能夠在體內和體外水平抑制肝癌細胞生長。本文示意圖如下：

AR抑制肝癌細胞中circRNA表達

作者通過RT-PCR檢測了一些已經證實的circRNAs，結果發現在肝癌細胞（圖1A，B）和正常肝細胞（圖1C）中，過表達AR大部分circRNAs表達降低，敲降AR大部分circRNAs表達升高。而在人肧腎細胞細胞293T及膽囊癌細胞SD中過表達AR對circRNAs表達無影響（圖1D）。另外，作者通過circRNA 晶元發現敲降AR有331種circRNA表達升高，177種circRNA表達降低（倍數≥ 2.0, P<0.05）（圖1E，F）

圖1 AR抑制肝癌細胞中circRNA表達（來自[1]）

AR通過上調ADAR1 p110調節肝癌細胞中circRNA表達

根據已有文獻報道，AR能夠調節ADAR1及QKI表達，而ADAR1及QKI能夠參與circRNA成熟過程進而廣泛影響circRNA表達。因此，作者在三種肝癌細胞系中檢測AR對ADAR1 p100、ADAR1 p150及QKI表達的影響，結果發現在兩種細胞中AR誘導ADAR1 p110表達升高，而對ADAR1 p150及QKI表達無影響（圖2A，B），接著作者在另外幾種細胞系中進行了驗證（圖2C）。順鉑處理後ADAR1 p100在AR陽性的細胞中表達降低，而在AR陰性的細胞中表達無變化（已知順鉑處理能夠抑制AR表達）（圖2D）。接下來，作者通過挽救實驗（rescue assays）證實AR通過上調ADAR1 p110調節肝癌細胞中circRNA表達（圖2F）

圖2 AR通過上調ADAR1 p110調節肝癌細胞中circRNA表達（來自[1]）

ADAR1在肝癌組織中表達上調並與AR相關

通過分析TCGA資料庫中的數據發現ADAR1在肝癌組織中表達上調（圖3A），通過western blot及免疫組化分析發現ADAR1在肝癌組織中表達上調並與AR正相關（圖3B，C，D）。另外，在5對肝癌與癌旁組織中檢測14種circRNA表達，結果發現除CIRS-7外，其餘circRNA在肝癌組織中表達下調（圖3E）。這些結果表明ADAR1高表達可能導致多種circRNA在肝癌組織中表達下調。

圖3 ADAR1在肝癌組織中表達上調並與AR相關（來自[1]）

ADAR1的預後價值

接著，作者對83個病人的肝癌組織進行免疫組化染色並結合臨床隨訪數據進行分析，結果表明ADAR1高表達預示預後不良並且較易複發和進展（圖4）。

圖4 ADAR1的預後價值（來自[1]）

AR通過結合ADAR1 p100的啟動子區調節其表達

接下來，作者通過ChIP及luciferase實驗證實AR能夠結合在ADAR1 p100啟動子區進而調節其表達（圖5）

圖5 AR通過結合ADAR1 p100的啟動子區調節其表達（來自[1]）

AR/ADAR1信號通路調節CircARSP91表達進而影響肝癌細胞生長

作者在AR敲降後表達升高5倍以上的circRNA中挑選了其中五種（這五種來自同一個基因）進行驗證，結果發現只有hsa_circ_0085154能夠抵抗RNase R消化（圖6C）。接著作者研究發現AR通過ADAR1調節CircARSP91表達（圖6D）。克隆形成實驗（圖6E）、MTT（圖6F）及裸鼠成瘤實驗（圖6G）結果表明CircARSP91能夠抑制腫瘤生長。

圖6 AR/ADAR1信號通路調節CircARSP91表達進而影響肝癌發生髮展（來自[1]）

這篇文章工作量很大，但思路很清楚。首先作者通過晶元及RT-PCR實驗發現AR抑制肝癌細胞中circRNA表達，而AR能夠調節ADAR1及QKI表達， ADAR1及QKI又參與circRNA成熟過程進而廣泛影響circRNA表達，順理成章作者研究了AR是否通過調節ADAR1影響circRNA表達並得到證實。接著作者在病人樣本中做了研究發現ADAR1在肝癌組織中表達上調並與AR正相關，並且ADAR1高表達的病人預後較差。然後作者發現AR是通過結合ADAR1 p100啟動子區調節其表達的。最後作者詳細研究了受AR/ADAR1信號通路調節的CircARSP91在體內體外對肝癌細胞生長的影響。最終證明了circRNA在肝癌發生中的作用並為肝癌可能的治療方案提供了一個新的角度。

1. Shi, L., et al., Circular RNA expression is suppressed by androgen receptor (AR)-regulated adenosine deaminase that acts on RNA (ADAR1) in human hepatocellular carcinoma. Cell Death Dis. 2017 Nov 16;8(11):e3171.

文：吉賽生物

雄激素受體AR通過RNA編輯酶ADAR1抑制肝癌細胞中circRNA表達