近期，北京工業(yè)大學(xué)、北京大學(xué)及陸軍軍醫(yī)大學(xué)西南醫(yī)院聯(lián)合研究團(tuán)隊發(fā)表于《Molecular Cancer》的研究，?圍繞環(huán)狀RNA circDCUN1D4在肝細(xì)胞癌（HCC）中的功能展開系統(tǒng)性分析，通過體外實驗和動物模型驗證其抑癌作用及分子機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)circDCUN1D4在HCC組織中顯著下調(diào)，其高表達(dá)與患者良好預(yù)后相關(guān)。機(jī)制研究表明，circDCUN1D4通過吸附miR-590-5p解除，上調(diào)下游靶基因TIMP3的表達(dá)，進(jìn)而調(diào)控上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）相關(guān)蛋白表達(dá)，最終抑制HCC細(xì)胞增殖、遷移和侵襲。動物實驗進(jìn)一步證實，通過體內(nèi)jet-PEI遞送circDCUN1D4能顯著抑制腫瘤生長且未引發(fā)明顯毒性。該研究不僅揭示circDCUN1D4作為抑癌因子通過miR-590-5p/TIMP3軸調(diào)控HCC進(jìn)程，更為環(huán)狀RNA（circRNA）療法提供了新策略。

研究背景

HCC是全球發(fā)病率和死亡率均居高不下的惡性腫瘤，其發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，臨床治療面臨復(fù)發(fā)率高、耐藥性強(qiáng)等諸多挑戰(zhàn)，尋找新的治療靶點和有效干預(yù)策略已成為該領(lǐng)域的研究熱點。circRNA是一類具有閉合環(huán)狀結(jié)構(gòu)的非編碼RNA，憑借其閉合環(huán)狀結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性等特色，成為癌癥研究新熱點。已有研究表明，circRNA可通過海綿吸附miRNA、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄及編碼蛋白等多種方式，參與腫瘤細(xì)胞的增殖、凋亡、遷移和侵襲等生物學(xué)過程，部分circRNA已被證實可作為腫瘤診斷的生物標(biāo)志物或治療靶點。

circDCUN1D4（circBase ID:hsa_circ_0007928）由DCUN1D4基因外顯子反向剪接形成，此前已有研究發(fā)現(xiàn)其在結(jié)直腸癌和肺腺癌中具有抑制轉(zhuǎn)移的作用，但在HCC中的功能及分子機(jī)制尚未明確。前期研究提示，circDCUN1D4在HCC組織中呈低表達(dá)狀態(tài)，且可能與患者預(yù)后相關(guān)，提示其具有抑癌潛能，但具體的調(diào)控靶點、信號通路及下游效應(yīng)分子仍有待深入探究。此外，circRNA的臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用還面臨遞送系統(tǒng)優(yōu)化、安全性評估等問題，亟需通過體內(nèi)實驗驗證其治療潛力。基于此，本研究系統(tǒng)探討了circDCUN1D4在HCC中的表達(dá)特征、生物學(xué)功能及分子機(jī)制，并評估了其作為HCC治療候選分子的可行性，為開發(fā)基于circRNA的HCC治療提供理論依據(jù)。

研究結(jié)果

1. circDCUN1D4在HCC組織中表達(dá)下調(diào)且具有預(yù)后價值?

研究團(tuán)隊對90對HCC組織及癌旁組織的RT-qPCR分析，發(fā)現(xiàn)circDCUN1D4在腫瘤組織中顯著低表達(dá)。臨床數(shù)據(jù)分析進(jìn)一步顯示，circDCUN1D4表達(dá)水平與TNM分期顯著相關(guān)。對60例患者的隨訪數(shù)據(jù)顯示，高表達(dá)circDCUN1D4的患者總生存期顯著優(yōu)于低表達(dá)組。在HCC細(xì)胞系中，circDCUN1D4表達(dá)水平均低于正常肝上皮細(xì)胞，表明其可能作為HCC的潛在抑癌基因。通過發(fā)散引物和桑格測序驗證其反向剪接位點，RNase R處理實驗證實其環(huán)狀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。核質(zhì)分離及熒光原位雜交確定其主要定位于細(xì)胞質(zhì)。這些結(jié)果共同說明circDCUN1D4在HCC中表達(dá)下調(diào)。

2. circDCUN1D4抑制HCC細(xì)胞體外增殖與體內(nèi)成瘤

通過質(zhì)粒過表達(dá)及siRNA敲低circDCUN1D4后，CCK-8實驗顯示過表達(dá)顯著抑制細(xì)胞生長，而敲低則加速生長。EdU實驗和集落形成實驗進(jìn)一步表明，circDCUN1D4過表達(dá)降低HepG2和HCCLM3細(xì)胞的增殖能力，而敲低產(chǎn)生相反效果。傷口愈合實驗證明circDCUN1D4過表達(dá)降低細(xì)胞遷移率。細(xì)胞周期和凋亡實驗顯示，過表達(dá)引起細(xì)胞周期阻滯于G2期并促進(jìn)凋亡。動物實驗中，過表達(dá)circDCUN1D4的HepG2細(xì)胞皮下注射NCG小鼠后，腫瘤體積和重量顯著減少，而敲低促進(jìn)體內(nèi)腫瘤形成。這些發(fā)現(xiàn)表明circDCUN1D4在體外和體內(nèi)均能控制HCC細(xì)胞增殖、遷移和侵襲。

3.circDCUN1D4通過海綿吸附miR-590-5p發(fā)揮抑癌作用

通過CircInteractome數(shù)據(jù)庫預(yù)測及RNA免疫共沉淀實驗驗證circDCUN1D4與AGO2蛋白結(jié)合，通過交叉篩選鑒定miR-590-5p為其潛在靶標(biāo)。雙熒光素酶報告實驗顯示，miR-590-5p模擬物與野生型報告載體共轉(zhuǎn)染后熒光活性降低，而與突變型共轉(zhuǎn)染無顯著變化。相關(guān)性分析顯示circDCUN1D4與miR-590-5p在HCC組織中表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。這些結(jié)果說明circDCUN1D4與miR-590-5p存在直接相互作用。

4.circDCUN1D4通過miR-590-5p/TIMP3軸調(diào)控HCC進(jìn)展

RNA測序分析及數(shù)據(jù)庫交集分析聚焦TIMP3、ANXA1和OLR1三個候選基因，RT-qPCR驗證顯示，TIMP3表達(dá)隨circDCUN1D4過表達(dá)而上調(diào)，隨miR-590-5p過表達(dá)而下調(diào)。雙熒光素酶報告基因?qū)嶒炞C實，TIMP3是miR-590-5p的直接靶基因。Western blot實驗顯示，circDCUN1D4過表達(dá)上調(diào)TIMP3和E-鈣粘蛋白表達(dá)，下調(diào)MMP9和波形蛋白表達(dá)，miR-590-5p模擬物可部分逆轉(zhuǎn)該變化。Rescue實驗證實，敲低TIMP3可逆轉(zhuǎn)circDCUN1D4的抑癌作用，過表達(dá)TIMP3可抵消circDCUN1D4敲低的促癌效應(yīng)，表明circDCUN1D4通過miR-590-5p/TIMP3軸調(diào)控HCC進(jìn)展。

5.circDCUN1D4體內(nèi)應(yīng)用安全性良好

為全面評估circDCUN1D4的體內(nèi)安全性，研究團(tuán)隊對24只正常BALB/c小鼠進(jìn)行體內(nèi)外綜合毒性測試，通過尾靜脈每周注射生理鹽水或含有體內(nèi)jet?PEI遞送載體的circDCUN1D4，持續(xù)28天。結(jié)果顯示，HE染色顯示各主要器官（心、肝、脾、肺、腎）未見明顯免疫細(xì)胞浸潤，RT?PCR檢測也未發(fā)現(xiàn)兩組間炎癥因子水平存在顯著差異；整個實驗周期中，circDCUN1D4處理組的小鼠體重保持穩(wěn)定，無異常波動；另外血清中的血清丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶??（ALT）和天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶??（AST）檢測結(jié)果表明，circDCUN1D4的過表達(dá)未引起肝損傷，肝功能指標(biāo)保持在正常范圍內(nèi)，以上實驗結(jié)果均證實circDCUN1D4體內(nèi)遞送安全性良好。

討論與總結(jié)

該研究系統(tǒng)闡明了circDCUN1D4在HCC中的表達(dá)下調(diào)及其作為抑癌因子的功能。通過經(jīng)典miRNA海綿機(jī)制，circDCUN1D4吸附miR-590-5p，解除其對TIMP3的抑制，進(jìn)而通過調(diào)控EMT相關(guān)蛋白（E-cadherin、MMP9、Vimentin）表達(dá)，最終抑制HCC進(jìn)展。動物實驗進(jìn)一步證明外源性circDCUN1D4通過體內(nèi)jet-PEI遞送能有效抑制腫瘤且無顯著毒性，為circRNA療法提供了新思路。然而，本研究也存在一些局限性，例如樣本量有限、缺乏直接臨床證據(jù)等。circDCUN1D4的免疫原性、體內(nèi)穩(wěn)定性及長期毒性仍需深入評估，另外盡管環(huán)狀RNA通常被認(rèn)為線性RNA的免疫原性更低，但臨床安全性仍需全面驗證。

綜上所述，circDCUN1D4通過miR-590-5p/TIMP3軸發(fā)揮抑癌作用，不僅深化對HCC發(fā)病機(jī)制的認(rèn)知，更為開發(fā)新型circRNA療法奠定基礎(chǔ)。未來的研究方向應(yīng)包括擴(kuò)大臨床樣本驗證、優(yōu)化給藥方案，并探索其在聯(lián)合治療中的應(yīng)用潛力，circDCUN1D4作為HCC的預(yù)后生物標(biāo)志物，有望為HCC的早期診斷和預(yù)后評估提供新工具。

參考文獻(xiàn)：

Li H, Su B, Jiang Y, et al. Circular RNA circDCUN1D4 suppresses hepatocellular carcinoma development via targeting the miR-590-5p/ TIMP3 axis. Mol Cancer. 2025 Mar 25;24(1):95. doi: 10.1186/s12943-025-02300-2.

審批編號：CN-171902

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