肺癌是世界范围内癌症发病率和死亡率最高的恶性肿瘤[1]。肺鳞癌作为其中最常见的一种病理类型，全世界每年约40余万人因其死亡，而且经手术、放化疗等综合治疗后，其5年生存率仍低于15%[2]。近年来，针对肺癌驱动基因的靶向药物使存在敏感突变的晚期肺癌患者生存期明显延长。但这类突变多发生在肺腺癌，而肺鳞癌中多为驱动基因阴性者，分子靶向药物对部分肺鳞癌有效[3]。目前大部分晚期肺鳞癌的标准治疗仍是疗效有限的含铂双药方案，大多数患者经历了一线、二线治疗失败后都面临无药可用的状态[4]。因此，深入探讨肺鳞癌发生发展的分子机制，寻找治疗肺鳞癌的潜在分子靶点变得尤为迫切。

       环状RNA（circular RNA，circRNA）是一类不具有5’末端和3’末端、以共价键形成环形结构的RNA分子[5]，起初被认为是错误可变剪接形成的副产品，是转录的“噪音”，但随着二代测序技术的兴起，研究者从古生菌、线虫、小鼠和人类细胞中鉴定出大量circRNA，表明circRNA是细胞基因表达的普遍现象[6]，其中不少还有组织细胞特异性表达特征[7]，预示这一类RNA分子或许拥有特殊的生物功能。

       7月19日，国际学术期刊Nature Communications在线发表了上海交通大学医学院附属仁济医院上海市肿瘤研究所覃文新研究员课题组和上海交通大学附属上海市胸科医院姜丽岩教授团队合作的题为“circTP63 functions as a ceRNA to promote lung squamous cell carcinoma progression by upregulating FOXM1”的研究论文。该研究通过高通量筛选肺鳞癌组织环状RNA分子的表达谱，首次发现了新型环状RNA分子circTP63在肺鳞癌发展中的功能及作用机制。

       在这项研究中，作者首先筛选了circRNAs和mRNAs在同一例肺鳞癌组织样本中的差异表达，并通过KEGG分析发现差异的mRNAs主要富集在细胞周期通路。然后将差异表达前100的circRNAs和富集到细胞周期的差异mRNAs进行共表达网络分析，筛选得到和细胞周期调控相关的重要circRNAs，进一步通过RNase R 消化等鉴定手段，最终筛选得到circTP63作为候选者进行后续功能研究和机制研究。

       circTP63在肺鳞癌组织中显著高表达，且其高表达与肺鳞癌患者的肿瘤大小和分期呈正相关。circTP63由TP63的第10、11个外显子首尾相连而成，细胞实验揭示circTP63可以显著促进肺鳞癌细胞增殖。同样的，体内实验结果也显示过表达circTP63的肿瘤体积更大，恶性程度更高，而特异性靶定反向剪切位点的siRNA敲低circTP63后，肿瘤增殖能力显著降低，说明circTP63可能是一个重要的促癌基因。此外，作者还通过突变siRNA靶定的反向剪切位点和设计在敲低TP63的细胞中过表达circTP63的rescue实验，进一步证明这些表型是由circTP63引起的而不是TP63。

       那么circTP63是如何促进肺鳞癌发展的呢？作者分析了与circTP63共表达的相关mRNAs，发现FOXM1与circTP63的表达呈最显著正相关，然后通过一系列的实验证实circTP63能够通过调控FOXM1而促进细胞增殖。FOXM1是细胞周期调节的重要分子，在肺癌、肝癌、结肠癌等多种癌症中高表达[8-10]，曾被International Society for Molecular and Cell Biology and Biotechnology Protocols and Researches 评为2010年的年度重要分子，在癌症治疗靶点上较有潜力。考虑到circTP63主要分布在细胞质中以及circRNA可以结合miRNA而发挥调控作用，作者通过分析circTP63-miRNAs-FOXM1的ceRNA网络、双荧光素酶报告基因检测、生物素标记的miRNA-pull down等实验，证实circTP63能够竞争性结合miR-873-3p而调控FOXM1的表达。最后作者还发现circTP63通过调控FOXM1影响了下游分子CENPA、CENPB的表达，进而调控细胞周期，促进细胞增殖。

       该研究不仅系统的筛选了肺鳞癌组织中circRNA的表达谱，而且还深层次的阐释了circTP63作为ceRNA竞争性结合miR-873-3p调控FOXM1，从而促进肺鳞癌增殖这一重要科学问题，为circTP63作为肺鳞癌治疗新靶点提供了实验证据和理论支持。鉴于circTP63在肿瘤诊疗中潜在的重要应用价值，作者申请了相关专利保护。

博士生程卓安、余成涛和崔少华博士为本文的共同第一作者；覃文新研究员和姜丽岩教授为本文共同通讯作者。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-11162-4

参考文献

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