肿瘤耐药相关lncRNA的自噬依赖性表达调控及其意义

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    91740106
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    100.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0601.遗传物质结构与功能
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Chemoresistance is the major reason for the treatment failure and poor outcome of human cancers. The development of chemoresistance of human cancer is a very complicated process. Many genetic and epigenetic alterations contribute to chemoresistance. However, the regulation and function of long non-coding RNAs (lncRNAs) in the development of chemoresistance is largely unknown. In the preliminary investigations for this proposal, we applied lncRNA array to screen deregulated lncRNAs in our previously established drug-resistant cancer cell lines. Among 109 significantly deregulated lncRNAs, we identified ARHGAP5-AS1 as one of lncRNAs potentially related with chemoresistance. Its expression was increased in drug-resistant cells and knockdown of its expression restored sensitivity to chemotherapeutic drugs. Furthermore, its upregulation was associated with shorter overall survival (OS) and progression-free survival (PFS) of gastric cancer patients. In an effort to understand the mechanism underlying its regulation in chemoresistance, we found the expression of ARHGAP5-AS1 was decreased when autophagy was activated. However, its expression was restored once the autophagy flux was blocked by chloroquine (CQ), indicating a potential autophagy-dependent regulation of its RNA abundance. Interestingly, p62 (SQSTM1), the adaptor protein responsible for transporting proteins to-be-degraded to autophgosome, could interact with ARHGAP5-AS1 and other potential chemoresistance-related lncRNAs. Therefore, we postulated that autophagy-dependent degradation might be important to the homeostasis of chemoresistance-related lncRNAs, in a similar manner to regulate organelle and protein homeostasis. In the next, we found ARHGAP5-AS1 could upregulate the expression of ARHGAP5 and knocking-down ARHGAP5 also reversed drug resistance. Furthermore, ARHGAP5-AS1 localized in both nucleus and cytoplasm, indicating it might regulate ARHGAP5 mRNA expression in addition to ARHGAP5 gene transcription. Indeed, we found ARHGAP5-AS1 depletion reduced the stability of ARHGAP5 mRNA. Meanwhile, modification of ARHGAP5 mRNA namely N6-methyladenosine (m6A) was also reduced, accompanied with the reduced interaction of ARHGAP5 mRNA with RNA binding protein HuR. Since HuR is relevant to m6A-associated stabilization of ARHGAP5 mRNA, ARHGAP5-AS1 might stabilize ARHGAP5 mRNA by enhancing m6A modification. In summary, we proposed that chemoresistance-related lncRNAs like ARHGAP5-AS1 could be the substrate for autophagy-dependent degradation. Inhibition of autophagy resulted from the activation of Akt/mTOR signaling upreguated ARHGAP5-AS1 to stimulate ARHGAP5 mRNA and protein expression, eventually promoting chemoresistance. We would like to explore the autophagy-dependent degradation chemoresistance-related lncRNAs in chemoresistance. By doing so, this proposed work will clarify not only new regulations of lncRNA homeostasis, but also new roles of lncRNA on mRNA modifications such as m6A.
肿瘤耐药涉及基因表达和代谢重编程等诸多分子事件,但长链非编码RNA(lncRNA)在肿瘤耐药中的调控及作用仍知之甚少。经过前期筛选鉴定,我们发现ARHGAP5-AS1等耐药相关lncRNA都可结合自噬调控蛋白p62;ARHGAP5-AS1等lncRNA因自噬被抑制而在耐药肿瘤细胞中表达上升;敲低ARHGAP5-AS1的表达,可抑制ARHGAP5 mRNA甲基化(m6A),下调其表达并逆转耐药,因此提出肿瘤耐药相关lncRNA表达水平受细胞自噬所调控的新假设。我们将在本项目中分析自噬对ARHGAP5-AS1等lncRNA表达的调控作用,探索ARHGAP5-AS1等耐药相关lncRNA对下游基因的转录及其mRNA稳定性等的调控作用,从而阐明自噬对lncRNA代谢稳态的调控,以及lncRNA在mRNA修饰等表达调控中的作用及其机制,为揭示肿瘤耐药和遗传信息传递等生命活动的本质和规律提供新的思路。

结项摘要

肿瘤耐药涉及表观遗传和代谢重编程等诸多分子事件,但长链非编码RNA(lncRNA)在肿瘤耐药中的调控及作用仍知之甚少。在本项目研究中,我们发现ARHGAP5-AS1、linc00942等耐药相关lncRNA都可结合自噬调控蛋白p62,并因自噬被抑制而在耐药肿瘤细胞中表达上升;敲低ARHGAP5-AS1、linc00942等的表达,可抑制ARHGAP5 、DNMT3a等下游mRNA甲基化(m6A),下调其表达并逆转耐药。因此,自噬可能通过降解linc00942等耐药相关lncRNA而重塑DNA甲基化谱,重编程细胞代谢等,从而提高化疗敏感性。总体上,本项目研究通过阐明自噬对lncRNA代谢稳态的调控,以及lncRNA在mRNA修饰等表达调控中的作用及其机制,明确RNautophagy和RNA m6A修饰在retrograde信号通路重塑表观遗传密码中的作用,从而为揭示肿瘤耐药和遗传信息传递等生命活动的本质和规律提供了新的思路。以本项目研究为基础,近三年来,项目组在cell stem cell等SCI期刊共发表相关标注论文7篇。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Metabolic enzyme PDK3 forms a positive feedback loop with transcription factor HSF1 to drive chemoresistance
代谢酶 PDK3 与转录因子 HSF1 形成正反馈环以驱动化疗耐药
  • DOI:
    10.7150/thno.31301
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Theranostics
  • 影响因子:
    12.4
  • 作者:
    Xu Jinye;Shi Qiqi;Xu Wenxia;Zhou Qiyin;Shi Rongkai;Ma Yanning;Chen Dingwei;Zhu Liyuan;Feng Lifeng;Cheng Alfred Sze-Lok;Morrison Helen;Wang Xian;Jin Hongchuan
  • 通讯作者:
    Jin Hongchuan
EGFR TKIs impair lysosome-dependent degradation of SQSTM1 to compromise the effectiveness in lung cancer
EGFR TKI 会损害 SQSTM1 的溶酶体依赖性降解,从而损害肺癌的疗效
  • DOI:
    10.1038/s41392-019-0059-4
  • 发表时间:
    2019-07
  • 期刊:
    Signal Transduction and Targeted Therapy
  • 影响因子:
    39.3
  • 作者:
    Yang Lixian;Ying Shilong;Hu Shiman;Zhao Xiangtong;Li Muchun;Chen Miaoqin;Zhu Yiran;Song Ping;Zhu Liyuan;Jiang Tingting;An Huimin;Yousafzai Neelum Aziz;Xu Wenxia;Zhang Zhiguo;Wang Xian;Feng Lifeng;Jin Hongchuan
  • 通讯作者:
    Jin Hongchuan
KDM5B demethylates H3K4 to recruit XRCC1 and promote chemoresistance.
KDM5B 使 H3K4 去甲基化以招募 XRCC1 并促进化疗耐药性
  • DOI:
    10.7150/ijbs.25881
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    International journal of biological sciences
  • 影响因子:
    9.2
  • 作者:
    Xu W;Zhou B;Zhao X;Zhu L;Xu J;Jiang Z;Chen D;Wei Q;Han M;Feng L;Wang S;Wang X;Zhou J;Jin H
  • 通讯作者:
    Jin H
CCL2-SQSTM1 positive feedback loop suppresses autophagy to promote chemoresistance in gastric cancer.
CCL2-SQSTM1 正反馈环抑制自噬,促进胃癌化疗耐药。
  • DOI:
    10.7150/ijbs.25349
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    International journal of biological sciences
  • 影响因子:
    9.2
  • 作者:
    Xu W;Wei Q;Han M;Zhou B;Wang H;Zhang J;Wang Q;Sun J;Feng L;Wang S;Ye Y;Wang X;Zhou J;Jin H
  • 通讯作者:
    Jin H
β-catenin represses miR455-3p to stimulate m6A modification of HSF1 mRNA and promote its translation in colorectal cancer
β-连环蛋白抑制 miR455-3p 刺激 HSF1 mRNA 的 m6A 修饰并促进其在结直肠癌中的翻译。
  • DOI:
    10.1186/s12943-020-01244-z
  • 发表时间:
    2020-08-24
  • 期刊:
    MOLECULAR CANCER
  • 影响因子:
    37.3
  • 作者:
    Song, Ping;Feng, Lifeng;Jin, Hongchuan
  • 通讯作者:
    Jin, Hongchuan

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其他文献

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RNautophagy调控DNMT3a介导DNA甲基化的机制及其意义
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    2020
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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