lncRNA OCC-1通過破壞HuR蛋白的穩(wěn)定抑制結(jié)直腸癌細(xì)胞的生長(zhǎng)[1]

OCC-1是結(jié)直腸癌中最早注釋的lncRNA之一。然而，它的功能在很大程度上仍不為人所知。四川大學(xué)的研究人員研究發(fā)現(xiàn)OCC-1在結(jié)直腸癌中發(fā)揮致癌作用。在體內(nèi)和體外試驗(yàn)中，敲除OCC-1可促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)，這在很大程度上是由于其抑制G0到G1和G1到S期細(xì)胞周期轉(zhuǎn)變的能力。此外，過表達(dá)OCC-1可以抑制OCC-1敲除細(xì)胞的生長(zhǎng)。癌癥相關(guān)的RNA結(jié)合蛋白HuR (ELAVL1)可以結(jié)合并穩(wěn)定成千上萬的mRNA。OCC-1通過與HuR結(jié)合并破壞其穩(wěn)定性而發(fā)揮作用。OCC-1增強(qiáng)了泛素E3連接酶β-TrCP1與HuR的結(jié)合，使HuR易受泛素化和降解的影響，從而降低HuR及其靶mRNA（包括與癌癥癌細(xì)胞生長(zhǎng)直接相關(guān)的mRNA）的表達(dá)水平。這些發(fā)現(xiàn)揭示了lncRNA OCC-1可以通過調(diào)節(jié)RNA結(jié)合蛋白HuR的穩(wěn)定性，在轉(zhuǎn)錄后水平上調(diào)節(jié)大量mRNA的表達(dá)水平。

研究路線圖：

研究結(jié)果：

圖1 OCC-1在結(jié)直腸癌中發(fā)揮致癌作用。(A)對(duì)兩組獨(dú)立的臨床樣本基因表達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在結(jié)直腸癌晚期腫瘤(T)期，OCC-1表達(dá)顯著下調(diào)。(B) RNA FISH發(fā)現(xiàn)OCC-1在Caco-2和HCT116細(xì)胞中主要分布于細(xì)胞質(zhì)。(C) RT-qPCR分析顯示，在Caco-2和HCT116細(xì)胞中兩個(gè)獨(dú)立的shRNAs（RNA干擾片段）可有效降低OCC-1 RNA的水平。(D) CCK-8檢測(cè)顯示，在Caco-2和HCT116細(xì)胞中，OCC-1被敲除后細(xì)胞增殖顯著增加。(E) Ki67染色顯示，OCC-1敲除細(xì)胞中Ki67陽(yáng)性增殖細(xì)胞的比例明顯高于對(duì)照組。(F) FACS分析顯示OCC-1敲除后，Caco-2細(xì)胞的細(xì)胞周期分布情況。(G)菌落形成實(shí)驗(yàn)表明，OCC-1敲除細(xì)胞比對(duì)照細(xì)胞形成更多的菌落。

圖2體內(nèi)敲除OCC-1促進(jìn)結(jié)直腸癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。通過皮下注射OCC-1敲除細(xì)胞到BALB/c裸鼠的兩翼，進(jìn)行成瘤實(shí)驗(yàn)研究。

圖3在OCC-1敲除的細(xì)胞中過表達(dá)OCC-1抑制細(xì)胞生長(zhǎng)。

圖4在Caco-2細(xì)胞系中，敲除OCC-1增加細(xì)胞生長(zhǎng)相關(guān)基因的表達(dá)。

圖5OCC-1和HuR蛋白的作用關(guān)系。(A) RNA pull-down實(shí)驗(yàn)和western blot證實(shí)HuR作為蛋白伴侶特異性結(jié)合OCC-1 3’UTR。EGFP RNA為RNA對(duì)照。ACTB和GAPDH是蛋白質(zhì)對(duì)照。(B) RIP證實(shí)OCC-1與HuR在Caco-2細(xì)胞中的關(guān)系。GAPDH mRNA被用作non-HuR靶基因?qū)φ铡?/span>(C) OCC-1型矯形器3’UTR的示意圖顯示了HuR的結(jié)合motifs。(D)維恩圖展示了OCC-1抑制基因顯著富集于早前的CLIP實(shí)驗(yàn)確定的HuR靶基因集合中。大約74%的OCC-1抑制基因在芯片分析中也是HuR靶基因。(E) RIP實(shí)驗(yàn)顯示，6個(gè)被選中的OCC-1抑制基因Caco-2細(xì)胞中也與HuR發(fā)生了相互作用。(F) RT-qPCR(左)和western blot(右)結(jié)果顯示靶向HuR的干擾片段顯著降低HuR的mRNA和蛋白表達(dá)水平。(G) RT-qPCR分析顯示，敲除HuR后，OCC-1和6個(gè)被選擇的OCC-1抑制基因的表達(dá)都下調(diào)。

圖6 OCC-1通過增強(qiáng)HuR與泛素E3連接酶β-TrCP1的結(jié)合，促進(jìn)HuR的泛素化和降解。

1.         Lan, Y., et al., Long noncoding RNA OCC-1 suppresses cell growth through destabilizing HuR protein in colorectal cancer. Nucleic Acids Res, 2018. 46(11): p. 5809-5821. (IF=11.561)