lncRNA UICLM在结直肠癌肝转移中的ceRNA机制
lncRNA UICLM在结直肠癌肝转移中的ceRNA机制
lncRNA参与包括结直肠癌（CRC）在内的多种癌症的生理过程。有研究人员研究了lncRNA在结直肠癌肝转移中的作用，并以“Long non-coding RNA UICLM promotes colorectal cancer liver metastasis by acting as a ceRNA for microRNA-215 to regulate ZEB2 expression”为题发表在Theranostics（IF=8.766）。作者通过组织芯片筛选有肝转移和没有肝转移的结直肠癌组织中差异表达的lncRNA，并通过生存分析、体外实验和体内实验验证差异表达的lncRNA在结直肠癌细胞中的作用。研究发现，lncRNA UICLM在有肝转移的结直肠癌组织中显著上调表达，且UICLM的表达与较差的生存率有关。敲除UICLM，在体外实验中，抑制结直肠癌细胞的增殖、侵袭、上皮细胞-间充质细胞转换和结直肠癌干细胞形成；在体内实验中抑制肿瘤生长和肝转移。过表达UICLM促进结直肠癌细胞的增殖和侵袭。机制研究表明，UICLM通过调节ZEB2诱导生物反应，而UICLM促进癌症发生的作用被ZEB2的缺失所抑制。进一步的研究表明，UICLM作为miR-215的竞争性内源RNA（ceRNA）调节ZEB2的表达。
研究路线：
文章亮点：作者通过芯片筛选到差异表达lncRNA，在癌组织、不同癌细胞系内进行验证，并研究对肿瘤细胞及肿瘤发生的影响；通过RNA-Seq筛选差异表达mRNA，在癌组织、不同癌细胞系内进行验证，并研究与lncRNA的相关性；生物信息学预测同时与目标lncRNA和mRNA作用的miRNA，并研究lncRNA的ceRNA机制。
研究结果： 
图1 lncRNA UICLM在有肝转移的结直肠癌中表达上调。A.有肝转移和没有肝转移的结直肠癌组织中差异表达的lncRNA。B. lncRNA UICLM在有肝转移的结直肠癌组织中的相对表达量显著高于没有肝转移的结直肠癌组织。C. lncRNA UICLM在癌组织中的相对表达量显著高于正常的癌旁组织。D.不同临床阶段的结直肠癌患者中UICLM的相对表达量。E.基于122位结直肠癌患者的UICLM的相对表达量的生存曲线表明，拥有高UICLM表达水平的患者比拥有低UICLM表达水平的患者具有更差的临床效果。F. 结直肠癌细胞系（SW620、SW480、LoVo、HT-29、HCT116、DLD-1和RKO）和上皮细胞系（CCD-112CoN）中UICLM的相对表达量。G. i) 原位杂交实验（ISH）分析正常癌旁组织、癌组织和有肝转移的癌组织中UICLM的表达；ii)、iii) 不同分组中呈ISH阳性的样本所占百分数。K. 基于ISH检测的UICLM表达情况的生存曲线表明，拥有高UICLM阳性的患者比拥有低UICLM阴性的患者具有更差的临床效果。
图2 敲除UICLM，在体外实验中，抑制结直肠癌细胞的增殖和克隆形成；在体内实验中抑制肿瘤发生。A.SW620和DLD-I细胞转染UICLM siRNAs之后，UICLM的相对表达量。B. 敲除UICLM显著抑制SW620和DLD-I细胞的活性。C. 敲除UICLM显著抑制SW620和DLD-I细胞的克隆形成。D. 敲除UICLM显著抑制裸鼠中结直肠癌细胞的生长；与对照组相比，sh-UICLM组的肿瘤重量和体积显著下降。E、F.体内敲除UICLM，显著降低UICLM和Ki-67的表达。
图3 UICLM和ZEB2互作，促进结直肠癌细胞的增殖和侵袭。A.UICLM相关通路的转录组测序研究流程图。结直肠癌细胞以UICLM siRNAs或siRNAs独照处理，然后分析mRNA表达谱。GSEA和基因表达相关性结合分析得出，在细胞转移途径中ZEB2可能作为UICLM的调节靶基因。B.敲除GAPLINC导致多条调节途径的发生变化，其中细胞转移和侵袭途径变化最显著。这种结果是基于如下原则：当一个基因集中的有最多的基因都受到影响，则这条途径会得到最高的富集分数值。C. i) 与对照没有肝转移的结直肠癌相比，有肝转移的结直肠癌中ZEB2显著高表达；ii) ZEB2和UICLM的表达量存在正相关性。D. 结直肠癌细胞系（SW620、SW480、LoVo、HT-29、HCT116、DLD-1和RKO）和上皮细胞系（CCD-112CoN）中ZEB2 mRNA的相对表达量。E. i) 在SW620和DLD-I细胞中敲除UICLM，显著降低ZEB2 mRNA的表达；ii) 过表达UICLM，显著增加ZEB2 mRNA的表达；iii) 在SW620和DLD-I细胞中敲除UICLM，显著降低ZEB2蛋白的表达量；过表达UICLM，显著增加ZEB2蛋白的表达量。F.过表达UICLM诱导的细胞侵袭可以被ZEB2的敲除所抑制。
图4 UICLM通过竞争性结合miR-215调控ZEB2的表达。A. i) UICLM在miR-215结合位点的预测；ii) miR-215在UICLM上靶向结合位点的预测；iii) miR-215在ZEB2 mRNA 3’UTR上结合位点的预测。B. i) 在SW620和DLD-I细胞中过表达miR-215，显著降低UICLM 的表达水平；ii) 在SW620和DLD-I细胞中敲除UICLM，显著增加miR-215的表达水平。C.双荧光素酶报告基因实验显示：共转染miR-215和野生型UICLM报告载体之后，荧光活性显著降低；但共转染miR-215和突变型UICLM报告载体之后，荧光活性没有显著变化。D. RT-PCR检测UICLM和miR-215的相对表达量。E. i) 在SW620和DLD-I细胞中过表达miR-215，显著降低ZEB2 mRNA的表达量；ii) 在SW620和DLD-I细胞中过表达miR-215，显著降低ZEB2蛋白的表达水平；iii) 荧光素酶报告基因实验显示：过表达miR-215或敲除UICLM能显著降低野生型ZEB2的荧光活性，但对3’UTR突变型的ZEB2没有明显影响；而由UICLM抑制引起的荧光素酶活降低能被miR-215的抑制所会服。F. i) 有肝转移和没有肝转移的结直肠癌组织中miR-215的相对表达量；ii) 不同临床阶段miR-215的相对表达量；与早期阶段患者相比，晚期患者的miR-215的表达量显著下降；iii) miR-215和UICLM的表达水平存在内在相关性；iv) miR-215和ZEB2的表达水平存在内在相关性。
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