研究揭示環形RNA促進相分離調控腫瘤發展分子機制

　　環形RNA是由pre-mRNA通過反向剪接形成的閉合環狀RNA分子，在生物體內可發揮miRNA海綿、結合蛋白以及翻譯成短肽等分子功能來調控各種生理和病理過程。與線性mRNA相比，環形RNA獨特的環狀結構使其具有更高的穩定性，在細胞內可更穩定地存在。因此，環形RNA更適合作為腫瘤的分子標志物及治療靶點。目前，大部分環形RNA在腫瘤發生發展中的具體調控功能與分子機制還有待深入研究。

　　近日，中國科學院北京生命科學研究院研究員趙方慶團隊在Advanced Science上發表題為circVAMP3 drives CAPRIN1 phase separation and inhibits hepatocellular carcinoma by suppressing c-Myc translation的研究論文，報道環形RNA circVAMP3通過促進CAPRIN1蛋白相分離，在細胞內形成應激顆粒（stress granules）以阻止c-Myc mRNA的翻譯，進而抑制肝細胞性肝癌（HCC）的發生發展。該工作首次證實環形RNA可以通過發揮分子骨架的功能促進相分離形成，從而調控腫瘤的增殖與遷移過程，為惡性腫瘤的研究提供了新的分子標志物和治療靶點。

　　首先，該研究對20對肝癌及癌旁樣本的RNA-seq數據進行挖掘，篩選到在肝癌中表達顯著下調且其母本基因變化不大的環形RNA（circVAMP3）。circVAMP3由VAMP3基因的第3、4外顯子通過反向剪接成環，具有與線性VAMP3基因截然不同的表達模式，且與患者的預后顯著相關。研究人員利用RNA干擾技術，通過體內外功能實驗證明circVAMP3具有抑制HCC細胞增殖和遷移的作用。

　　然后，對circVAMP3調控肝癌發生的機制進行深入探究。通過對circVAMP3互作分子的篩選發現，circVAMP3可以作為分子骨架與CAPRIN1蛋白的RGG結構域結合，進而招募CAPRIN1-G3BP1復合物，導致蛋白聚集并發生相分離，在細胞中促進應激顆粒的形成。先前的研究表明線性RNA可調控蛋白相分離過程，而該研究首次證實環形RNA也可通過聚集蛋白促進相分離的發生。

　　隨后，進一步發現circVAMP3通過抑制c-MYC蛋白的翻譯，進而抑制肝癌細胞的增殖和遷移，并通過共定位研究揭示circVAMP3通過應激顆粒抑制c-Myc翻譯的分子機制。除在肝臟中外，circVAMP3在腦、胃、結腸、脾臟、肺、甲狀腺、腎臟等其他組織中也可廣泛表達，且其在對應的腫瘤組織中表達量均發生下調。研究進一步對不同組織不同腫瘤細胞系對circVAMP3進行干擾實驗，發現均可抑制腫瘤細胞的增殖和遷移，這提示circVAMP3廣泛參與不同類型的腫瘤發生發展的普適性調控，及其可能成為腫瘤研究共性靶標分子的潛力。

　　綜上所述，該研究首次發現環形RNA具有促進相分離的生物學功能，并系統闡釋了circVAMP3、c-Myc和應激顆粒互作對HCC發生發展的調控作用，為環形RNA分子功能研究提供了新角度；揭示了circVAMP3可以作為HCC和其他惡性腫瘤的診斷以及預后判斷的理想靶標分子，為環形RNA通過相分離調控腫瘤發生發展的機制研究提供了新思路。

　　論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202103817