近日，山東大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院/齊魯醫(yī)院病理科高鵬教授團(tuán)隊在Cell Death & Differentiation雜志上在線發(fā)表了一項題為“LncRNA LY6E-DT and its Encoded Metastatic-Related Protein Play Oncogenic Roles via Different Pathways and Promote Breast Cancer Progression”的最新研究成果。這項研究揭示了lncRNA LY6E-DT編碼的一種新的蛋白質(zhì)MRP，通過與HNRNPC結(jié)合，促進(jìn)EGFR的穩(wěn)定表達(dá)，進(jìn)而激活PI3K/AKT信號通路，促進(jìn)乳腺癌的浸潤和轉(zhuǎn)移。

乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤，根據(jù)世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機(jī)構(gòu)發(fā)布的《2020 年全球癌癥統(tǒng)計》數(shù)據(jù)，全球乳腺癌新增人數(shù)已超過肺癌，成為“全球第一大癌癥”，對女性健康造成嚴(yán)重威脅。隨著基因組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)測序技術(shù)的不斷進(jìn)步，研究人員發(fā)現(xiàn)非編碼RNA (non-coding RNAs, ncRNAs) 在整個轉(zhuǎn)錄組中占據(jù)了重要地位。越來越多的研究表明，ncRNA分子，特別是長鏈非編碼RNA (long non-coding RNAs, lncRNAs)，在細(xì)胞增殖、細(xì)胞周期進(jìn)程、凋亡或細(xì)胞遷移和侵襲等多種細(xì)胞過程中發(fā)揮重要作用，暗示它們在腫瘤進(jìn)展中具有重要地位。

近期關(guān)于ncRNA分子尤其是lncRNA分子的研究取得了新的突破。多項獨(dú)立的研究結(jié)果表明，ncRNA分子可以編碼翻譯產(chǎn)生功能性多肽或蛋白分子，參與生物體的基礎(chǔ)發(fā)育進(jìn)程和調(diào)控某些疾病的發(fā)生發(fā)展。因此，對于ncRNA分子尤其是lncRNA分子的研究，不應(yīng)僅局限于RNA層面，還需要關(guān)注其是否可以翻譯產(chǎn)生功能性多肽或蛋白分子，并探究它們在調(diào)控基本生命活動和疾病發(fā)生、發(fā)展中的作用。

研究者在對乳腺癌的研究中發(fā)現(xiàn)了一種名為lnc-LY6E-DT的長鏈非編碼RNA（lncRNA），其在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的乳腺癌組織和高度轉(zhuǎn)移的乳腺癌細(xì)胞系中表達(dá)水平較高。通過使用CPAT軟件預(yù)測，他們發(fā)現(xiàn)lnc-LY6E-DT具有一個462nt的開放閱讀框（ORF），暗示其具有強(qiáng)大的編碼潛能。進(jìn)一步的研究通過RNA-pulldown和RIP實驗證實，lnc-LY6E-DT能夠特異性與核糖體結(jié)合，這提示它可能編碼一種蛋白質(zhì)。為了驗證lnc-LY6E-DT ORF的起始密碼子是否具有活性，研究者構(gòu)建了一系列攜帶GFP和Flag標(biāo)簽的載體，包括完整的ORF、5’ UTR-ORF以及突變的5’ UTR-ORF（ATG突變?yōu)锳TT）和LY6E-DT-ATG mut。

實驗結(jié)果顯示，當(dāng)ORF的起始密碼子從ATG變?yōu)锳TT時，融合蛋白的表達(dá)被完全消除。為了進(jìn)一步確認(rèn)lnc-LY6E-DT是否在乳腺癌細(xì)胞中天然表達(dá)，研究者制備了針對MRP的抗體。免疫組化結(jié)果顯示，lnc-LY6E-DT分子編碼產(chǎn)生了一個促轉(zhuǎn)移的蛋白MRP，其在有轉(zhuǎn)移的乳腺癌組織中的表達(dá)量顯著高于正常組織。體外細(xì)胞學(xué)實驗結(jié)果表明，ATG-MUT-lnc-LY6E-DT和MRP蛋白都具有促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞遷移和浸潤的能力。值得注意的是，lnc-LY6E-DT lncRNA促遷移浸潤的能力比ATG-MUT-lnc-LY6E-DT和多肽MRP的作用更強(qiáng)。體內(nèi)實驗中，通過CRISPR/Cas9技術(shù)敲除lnc-LY6E-DT的表達(dá)，成功抑制了乳腺癌細(xì)胞的浸潤和轉(zhuǎn)移能力。相反，當(dāng)lnc-LY6E-DT過表達(dá)時，乳腺癌細(xì)胞的浸潤能力明顯增強(qiáng)。

在機(jī)制上，研究者發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄因子SP3與lnc-LY6E-DT的啟動子區(qū)結(jié)合，從而激活其轉(zhuǎn)錄過程。同時，METTL14對lnc-LY6E-DT的m6A修飾增強(qiáng)了“Reader”蛋白IGF2BP1對lnc-LY6E-DT的結(jié)合能力，進(jìn)而增加其穩(wěn)定性。這一轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后修飾過程導(dǎo)致lnc-LY6E-DT在乳腺癌中呈現(xiàn)高表達(dá)狀態(tài)。高表達(dá)的lnc-LY6E-DT能夠編碼產(chǎn)生一種名為MRP的蛋白質(zhì)。MRP與HNRNPC結(jié)合，促進(jìn)EGFR的穩(wěn)定表達(dá)，從而在乳腺癌的浸潤和轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮重要作用。另一方面，lncRNA LY6E-DT能夠促進(jìn)YBX1與輸入蛋白α1之間的相互作用，增加YBX1蛋白進(jìn)入細(xì)胞核的機(jī)會，進(jìn)而轉(zhuǎn)錄激活ZEB1基因。這項研究揭示了LY6E-DT及其編碼蛋白MRP在乳腺癌轉(zhuǎn)移過程中的一種全新調(diào)節(jié)機(jī)制，為乳腺癌的治療提供了新的思路和潛在靶點。