浙江大学医学院附属邵逸夫医院蔡秀军教授在腹部外科、肝胆胰外科、微创外科、移植外科等研究方面有丰富的经验，近期其团队利用Arraystar circRNA芯片研究了肝细胞癌（HCC）中雄激素受体（AR）对circRNA表达的影响。研究发现AR可以结合到RNA编辑酶ADAR1的启动子区上调ADAR1 p110的转录，从而抑制circRNA的表达。同时研究发现ADAR1高表达的HCC患者预后不良并且与AR表达正相关。此外，circARSP91是受AR-ADAR1调控并且下调的circRNA，可以在体外和体内抑制HCC肿瘤的生长。该研究成果2017年成功发表在国际知名学术期刊Cell Death and Disease(IF:5.965)上。（芯片实验由康成生物提供技术服务）
研究背景
肝细胞癌（HCC）是由于复杂的遗传和表观遗传改变而导致的异质性恶性肿瘤，是全球癌症相关死亡的第二大原因。HCC的特点是具有明显的性别差异，但其机制尚不明确。雄激素受体（AR）在HCC发生和发展过程中性别差异的作用已有文献报道。另外，环状RNA（circRNA）是一类新的非编码RNA分子，通过多种机制发挥生物学功能以及影响癌症等疾病的发生发展。作用于RNA的腺苷脱氨酶ADAR1可以通过中断RNA编辑促进HCC的发生发展，同时有报道ADAR1是circRNA形成的关键调控分子。然而，由RNA编辑酶调控的circRNA在HCC中的潜在功能和分子机制至今仍然知之甚少。
本研究的目的就是通过circRNA芯片研究HCC中AR通过RNA编辑酶ADAR1抑制circRNA的表达，从而影响HCC，并通过一系列功能机制实验研究该调控的作用机制。
研究思路
为了研究HCC中AR对circRNA表达的影响，首先作者通过qRT-PCR检测了一些已经报道的宿主基因不受AR调控的circRNA，发现AR过表达或者敲除后circRNA表达发生下调或者上调。然后作者通过Arraystar circRNA芯片对AR高表达的HCC细胞系和AR敲除后的HCC细胞系中的circRNA表达谱进行了研究，筛选发现AR敲除后上调的有331个，远高于下调的177个，同时上调的差异倍数也大于下调的差异倍数。这些结果表明AR可以抑制HCC中circRNA的表达。
接下来作者通过qRT-PCR以及WB实验发现，AR可以上调RNA编辑酶ADAR1 p110 mRNA和蛋白的表达，同时ADAR1敲除后可以恢复被AR抑制的circRNA的表达。随后通过分析TCGA数据库中的数据以及WB和免疫组化分析发现ADAR1在HCC中表达上调并与AR正相关，另外，qRT-PCR发现HCC患者中circRNA表达下调。这些结果表明AR可以通过上调ADAR1 p110抑制HCC中circRNA的表达。同时KM曲线分析表明ADAR1高表达预示预后不良并且较易复发和进展。接下来，作者通过生信分析、ChIP及荧光素酶报告实验证实AR能够结合在ADAR1 p110启动子区进而激活其转录。
最后作者对AR敲除后表达升高5倍以上并且来自于同一个基因PABPC1的5个circRNA进行验证，结果发现来源于9号外显子的circARSP91能抗RNase R消化，随后研究发现AR通过ADAR抑制其表达。集落形成实验、MTT及裸鼠成瘤实验结果表明circARSP91能够抑制肿瘤生长。
技术路线
结果展示
图一、A：Arraystar circRNA芯片筛选的聚类图；B：Arraystar circRNA芯片筛选的散点图；C：qRT-PCR表明AR抑制circRNAs的表达。
图二、A ：ChIP表明AR可以结合到ADAR1启动子区；B：荧光素酶实验表明AR可以促进ADAR1在HCC中高表达；C：qRTPCR表明ADAR1敲除可以恢复被AR抑制的circRNA表达。
图三、A：circARSP91来源于PABC1第9号外显子，对RnaseR有抗性；B：qRTPCR及WB表明circARSP91可以被AR-ADAR1抑制；C：裸鼠成瘤实验表明circARSP91可以抑制HCC肿瘤发展；D：AR通过结合到启动子区上调ADAR1表达抑制circRNA的表达影响HCC的发生发展的模式图。
研究意义
本研究结果表明了HCC中circRNA表达模式的一个新特征，即AR可以通过结合到ADAR1 的启动子区上调ADAR1 p110的表达，从而抑制circRNA表达，影响HCC的发生发展。circRNA的这种表达模式有助于从新的角度解释HCC明显的性别差异。同时我们发现了一种新的环状RNA circARSP91，可以在体外和体内有效抑制HCC肿瘤形成，有助于更好地了解circRNA在HCC发生和发展过程中的作用，这也为通过circRNA寻找HCC的新型治疗奠定了基础。
原文出处
Circular RNA expression is suppressed by androgen receptor (AR)-regulated adenosine deaminase that acts on RNA (ADAR1) in human hepatocellular carcinoma. Cell Death and Disease. 2017.