本期為大家解讀一篇發(fā)表于《Advanced Science》的研究論文，題為《LNMAC Promotes Cervical Squamous Cell Carcinoma Lymphatic Metastasis via Epigenetic Regulation of FGF2‐Induced Lymphangiogenesis》。該研究深入揭示了環(huán)狀RNA LNMAC在宮頸鱗狀細(xì)胞癌（CSCC）淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移中的關(guān)鍵作用及全新分子機(jī)制。

1. 研究背景：科學(xué)前沿

宮頸癌是世界范圍內(nèi)最常見的女性癌癥之一。宮頸癌中約70 % - 80 %為宮頸鱗狀細(xì)胞癌( cervical squamous cell carcinoma，CSCC )，20 % - 25 %為腺癌，其余為腺鱗癌和罕見的組織學(xué)類型。宮頸鱗狀細(xì)胞癌（CSCC）最常見的遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移站點(diǎn)是淋巴結(jié)，一旦發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，患者的5年生存率會(huì)從95%驟降至33.3%左右，是臨床治療的主要挑戰(zhàn)。

淋巴管生成（Lymphangiogenesis）是腫瘤細(xì)胞實(shí)現(xiàn)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的“先決步驟”，如同修建一條通往淋巴結(jié)的“高速公路”。成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子2（FGF2）是一個(gè)已知的促淋巴管生成因子，在包括CSCC在內(nèi)的多種癌癥中，其高表達(dá)與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和不良預(yù)后密切相關(guān)。然而，F(xiàn)GF2在CSCC中異常高表達(dá)的上游調(diào)控機(jī)制尚不清晰。

環(huán)狀RNA（circRNA）是一類具有共價(jià)閉合環(huán)狀結(jié)構(gòu)的非編碼RNA，其功能作為分子“海綿”或蛋白質(zhì)“誘餌”參與腫瘤進(jìn)展。

2. 研究?jī)?nèi)容與核心發(fā)現(xiàn)

本研究通過(guò)精巧的體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)，層層遞進(jìn)，揭示了“LNMAC-HDAC1-FGF2” 這條全新的信號(hào)軸。

? LNMAC的發(fā)現(xiàn)與臨床相關(guān)性

篩選與驗(yàn)證：研究者通過(guò)構(gòu)建體內(nèi)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移小鼠模型，篩選出一個(gè)在高轉(zhuǎn)移性CSCC細(xì)胞中顯著上調(diào)的circRNA，并將其命名為L(zhǎng)NMAC。

臨床關(guān)聯(lián)：在201例CSCC臨床樣本中，LNMAC在癌組織、伴有淋巴血管間隙浸潤(rùn)（LVSI）和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的樣本中表達(dá)顯著升高。高表達(dá)LNMAC的患者總生存期更短，明確了其作為不良預(yù)后生物標(biāo)志物的潛力。

? LNMAC的功能獲得與功能缺失實(shí)驗(yàn)

在動(dòng)物模型中，過(guò)表達(dá)LNMAC能顯著增強(qiáng)CSCC細(xì)胞的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移能力，并促進(jìn)腫瘤內(nèi)和腫瘤周圍淋巴管（LYVE-1+）的生成。

相反，利用RfCas13d系統(tǒng)敲低LNMAC，則能有效抑制高轉(zhuǎn)移細(xì)胞的淋巴結(jié)定植和淋巴管生成。

? 分子機(jī)制深度解析：LNMAC如何“遙控”FGF2？

關(guān)鍵互作蛋白的發(fā)現(xiàn)：RNA Pull-down聯(lián)合質(zhì)譜分析發(fā)現(xiàn)，LNMAC在細(xì)胞質(zhì)中與組蛋白去乙?；?（HDAC1）直接結(jié)合。

獨(dú)特的表觀遺傳調(diào)控模式：通常，HDAC1在細(xì)胞核內(nèi)通過(guò)去乙?；饔靡种苹蜣D(zhuǎn)錄。本研究發(fā)現(xiàn)，LNMAC像“分子膠水”一樣“粘住”了HDAC1， specifically 通過(guò)其C端結(jié)構(gòu)域（含核定位信號(hào)NLS）結(jié)合，阻礙了Importin α6/8介導(dǎo)的HDAC1核轉(zhuǎn)運(yùn)，將其“囚禁”在細(xì)胞質(zhì)中。

FGF2轉(zhuǎn)錄激活：HDAC1無(wú)法進(jìn)入細(xì)胞核，導(dǎo)致其在FGF2基因啟動(dòng)子區(qū)域的富集顯著減少，進(jìn)而使得啟動(dòng)子區(qū)域的組蛋白H3第27位賴氨酸乙酰化（H3K27ac）水平升高，最終表觀遺傳性地激活了FGF2的轉(zhuǎn)錄和分泌。

功能挽救實(shí)驗(yàn)：構(gòu)建不能結(jié)合HDAC1得LNMAC突變體后，其促進(jìn)淋巴管生成和轉(zhuǎn)移的能力完全喪失，證明了LNMAC與HDAC1的相互作用是功能執(zhí)行的關(guān)鍵。

? 轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)價(jià)值：靶向FGF2的有效性

研究進(jìn)一步證明，無(wú)論是通過(guò)基因敲低還是使用中和性抗FGF2單克隆抗體（3F12E7）阻斷FGF2的功能，都能有效逆轉(zhuǎn)LNMAC過(guò)表達(dá)所誘導(dǎo)的淋巴管生成和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。這為L(zhǎng)NMAC高表達(dá)的CSCC患者提供了潛在的靶向治療策略。

機(jī)制原理圖[1]。

LNMAC可以與HDAC1結(jié)合并抑制其核轉(zhuǎn)位，從而導(dǎo)致FGF2介導(dǎo)的淋巴管生成增加和CSCC的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。

3. 結(jié)論與啟示

本研究不僅發(fā)現(xiàn)了一個(gè)重要的促癌circRNA——LNMAC，更重要的是揭示了一種由細(xì)胞質(zhì)內(nèi)circRNA介導(dǎo)的、不依賴于HDAC經(jīng)典核內(nèi)酶活性的表觀遺傳調(diào)控新機(jī)制。LNMAC通過(guò)“扣押”HDAC1，間接改變了核內(nèi)靶基因的表觀狀態(tài)，如同一名“場(chǎng)外指揮”，精準(zhǔn)調(diào)控了CSCC的淋巴轉(zhuǎn)移進(jìn)程。該研究為理解circRNA的功能提供了新視角，也為CSCC淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的診斷和治療帶來(lái)了新的生物標(biāo)志物（LNMAC）和潛在治療靶點(diǎn)。

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在本研究中，原位雜交（ISH） 技術(shù)是確認(rèn)LNMAC在組織切片中表達(dá)定位和水平的關(guān)鍵證據(jù)。作者通過(guò)ISH直觀地展示了LNMAC在伴有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的CSCC組織中顯著高表達(dá)。文中用于ISH實(shí)驗(yàn)的特異性探針由泓迅生物合成。

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[1] Zhang C, Yuan L, Wen W, Shao C, Liao Y, Jia Y, Zhao X, Liao Y, Xu D, Chen L, Yang G, Jiang H, Wang W, Yao S. LNMAC Promotes Cervical Squamous Cell Carcinoma Lymphatic Metastasis via Epigenetic Regulation of FGF2-Induced Lymphangiogenesis. Adv Sci (Weinh). 2024 Oct;11(38):e2404645.