首次证实：脑脊液环状RNA可预测脑转移肺腺癌患者预后
导读
脑转移（Brain metastasis）肺腺癌患者通常预后较差，中位生存期（OS）仅3~15个月。目前针对此类患者的预后生物标志物探索相对有限。环状RNA（circRNA）由于其表达的特异性和调控的复杂性，已成为肿瘤转移机制和预后预测的研究热点。既往研究表明脑脊液（CSF）作为液体活检新媒介，可有效克服颅外病灶的异质性。因此，基于脑脊液（CSF）的circRNA分析可进一步探索肺癌脑转移的生物标志物和分子机制。
近日，广东省肺癌研究所吴一龙教授团队旗下的王震教授与世和基因合作，采用高深度转录组测序分析，对脑转移肺腺癌患者的脑脊液circRNAs进行研究。全面揭示了脑转移肺腺癌患者的CSF-circRNAs特征，并探索了预后相关的biomarker及潜在机制。研究成果发表于Journal of Translational Medicine (IF = 5.531) [1]。
研究内容
本研究纳入了21例脑转移肺腺癌患者的原发灶肿瘤组织、脑脊液和血浆样本，采用世和高深度转录组测序进行检测，全面揭示了脑转移患者CSF-circRNAs特征以及不同样本的circRNAs差异，进一步结合患者临床信息筛选出60个预后相关CSF-circRNAs，并对其中5个WNT信号通路高度相关的CSF-circRNA进行体外试验验证，探究其在细胞增殖和侵袭中的潜在作用。
研究结果
一、CSF-circRNAs数量少但表达量较高
对比分析脑转移肺腺癌患者CSF、血浆和肿瘤组织中的 circRNA发现，CSF-circRNAs表达数量虽显著低于肿瘤组织和血浆样本(p < 0.05, 如图1A)，但其表达量较高（如图1），提示CSF-circRNAs具有不同于原发灶组织和血浆的表达谱特征。
图1 CSF-circRNAs数量少但表达量较高
二、60个CSF-circRNAs的表达量与预后高度相关
对鉴定出的CSF-circRNAs进行过滤后（如图2A），本研究最终筛选出60个与预后相关的CSF-circRNAs。按照表达量分组发现，circRNA 高表达患者的OS显著差于circRNA 低表达患者（p = 0.037）（如图2B），提示脑脊液中circRNAs的高表达可能与患者更差的预后相关。
图2 CSF-circRNAs的筛选和分组
三、 5个circRNA与WNT肿瘤信号通路高度相关
结合通路分析发现：这60个CSF-circRNAs显著富集在WNT信号通路，其次包括细胞增殖和分化增加以及凋亡过程减少相关的通路（如图3A）。进一步通过circRNA-miRNA-mRNA 网络筛选出WNT高度相关的5个circRNAs，分别为hsa_ circ_0003011 (parental RFWD2), hsa_circ_0008604 (parental RHOT1), hsa_circ_0002360 (parental RUNX1), hsa_circ_0009117 (parental RERE)和hsa_circ_0002588 (parental RBMS2) （如图3B），提示WNT肿瘤信号通路相关的CSF-circRNAs可能与肺癌脑转移的发生及不良预后相关。
图3 5个 WNT 高度相关的 CSF-circRNAs
四、体外试验验证5个 CSF-circRNAs 与肿瘤细胞增殖和侵袭相关
为了更好地解释CSF-circRNAs影响预后的机制，我们构建了靶向5个circRNAs的慢病毒shRNA载体，并感染A549和HCC827细胞株。结果发现，HCC827细胞株中hsa_circ_0002360和hsa_circ_0002588的表达水平和细胞增殖显著降低 (如图4)。同时，在A549细胞株中也发现hsa_ circ_0003011, hsa_circ_0008604和hsa_circ_0009117的表达水平和细胞增殖显著降低（如图5），提示这CSF-circRNAs 可能通过肿瘤细胞增殖和侵袭机制影响脑转移肺腺癌患者的预后。
图4 HCC827细胞株中hsa_circ_0002360和hsa_circ_0002588的表达水平和细胞增殖显著降低
图5 A549细胞株中hsa_ circ_0003011, hsa_circ_0008604和hsa_circ_0009117
的表达水平和细胞增殖显著降低
总结
本研究首次基于脑脊液探索了circRNA在脑转移肺腺癌患者中的意义，进一步证实60个CSF-circRNAs可能在肿瘤相关信号通路中发挥重要作用，并可能与细胞增殖和侵袭过程有关。这项开创性研究首次证实CSF-circRNAs对脑转移肺腺癌患者预后预测的潜在价值，为未来更深入探索肺癌脑转移的生物标志物和分子机制提供理论基础。
参考文献
[1] Wang Z, Yu R, Chen X, Bao H, Cao R, Li AN, Ou Q, Tu HY, Zhou Q, Wu X, Lin ZB, Wu YL. Clinical utility of cerebrospinal fluid-derived circular RNAs in lung adenocarcinoma patients with brain metastases. J Transl Med. 2022 Feb 5;20(1):74.
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作者：Klicking 审核：Gloria 排版：Moro
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基于MERCURY多组学液体活检技术的DECIPHER系列多癌种早筛研究成果相继发表。2021年10月，大型肠癌早筛临床研究（DECIPHER-Colon）成果发表于J Hematol Oncol（IF=17.388）；2021年12月，大型肝癌早筛临床研究（DECIPHER-Liver）成果发表于Hepatology（IF=17.425）
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