胰腺导管腺癌(PDAC)是极为恶性的癌症,其 5 年生存率不足 10%。许多患者初诊时已至晚期,因缺乏有效治疗,最终因肿瘤进展而死亡。因此,为开发更有效的 PDAC 诊断与治疗手段,阐明其发展和进展的生物学特性与分子机制势在必行。
癌蛋白 c - Myc 是参与增殖、分化、代谢、细胞凋亡、自我更新、蛋白质和核糖体生物发生等重要细胞过程的主转录因子,在多种人类恶性肿瘤中意义重大。c - Myc 的基因组扩增和过表达会使肿瘤细胞表面免疫检查点蛋白表达增加,还能指导肿瘤基质和血管生成重塑,广泛影响肿瘤进展所需的免疫抑制基质。c - Myc 异常表达是包括 PDAC 在内的人类癌症的重要分子标志,体内惰性胰腺上皮内肿瘤(PanIN)上皮细胞中 c - Myc 急性激活就足以引发多种基质和免疫细胞类型变化,驱动向 PDAC 转变,且 c - Myc 扩增是转移性扩散的驱动因素,在某些癌症转移性病变中富集。除基因本身突变外,c - Myc 表达更多是由上游致癌途径诱导或受其蛋白稳定性控制,但 PDAC 中 c - Myc 上调的潜在机制仍未完全明晰。值得注意的是,越来越多的证据显示降低 c - Myc 表达可使多种肿瘤模型出现肿瘤消退,靶向 c - Myc 是治疗人类癌症的诱人选择。然而,直接靶向 c - Myc 蛋白有挑战且不现实,因其对正常组织有潜在毒性且缺乏可结合口袋,所以需确定 c - Myc 失调涉及的关键靶标,探索其间接靶点。
长链非编码 RNAs(lncRNAs)是重要转录本,可通过多种机制作为主基因调节因子发挥作用。多数 lncRNAs 存在 m6A 修饰等表观遗传调控机制,会影响 RNA - 蛋白相互作用。越来越多的证据表明 lncRNA - 蛋白质相互作用失调与多种癌症特征相关,如 c - Myc 异常表达,但确切机制仍少。近期研究发现部分 lncRNAs 可与 c - Myc 直接或间接相互作用,如 LncRNA PVT1 通过阻止 c - Myc 磷酸化和降解来稳定它,lncRNA EPIC1 与 c - Myc 结合有助于调节其蛋白转录活性,PCGEM1、LINC01638、MALAT1 和 PD - L1 - lnc 等 lncRNAs 也能与 c - Myc 蛋白相互作用并在癌症中起重要作用,还有一些 circRNAs 也有与 c - Myc 相互作用能力,这些都表明与 c - Myc 相互作用的 RNA 在调节其功能中至关重要。鉴于 lncRNAs 在癌症治疗中有潜在作用,靶向与 c - Myc 相互作用的 lncRNAs 可能是间接靶向 c - Myc 治疗癌症的理想策略,因此迫切需要了解 c - Myc/lncRNAs 在癌症中相互作用的精确机制,探索癌症治疗策略。
近日,在 Cell Death & Differentiation 期刊(影响因子 12.4)发表了题为 LncRNA BCAN - AS1 stabilizes c - Myc via N6 - methyladenosine - mediated binding with SNIP1 to promote pancreatic cancer 的研究论文,报道了 PDAC 中一种与 c - Myc 相互作用的致癌 lncRNA BCAN - AS1。研究发现 SNIP1 能识别并结合 m6A 修饰的 BCAN - AS1,BCAN - AS1 作为 c - Myc 和 SNIP1 的支架,可增强 c - Myc/SNIP1 相互作用,进而阻断 SKP2 介导的 c - Myc 泛素化。此外,用 BCAN - AS1 抑制剂治疗小鼠模型可降低其肿瘤负荷。该研究凸显了 BCAN - AS1 在 PDAC 中作为 c - Myc 调节的重要介质的地位,也暗示了靶向 BCAN - AS1 作为 PDAC 辅助治疗方法的潜力。

首先,研究人员借助 RIP - Seq 技术对 PANC - 1 细胞中与 c - Myc 蛋白相互作用的功能性长链非编码 RNAs(lncRNAs)进行鉴定。经过这一流程,筛选出了多种多样的 lncRNAs,其中涵盖了之前就有报道的与 c - myc 相互作用的 lncRNAs,如 PVT1、EPIC1 和 MALAT1 等。研究人员从这些结果中选取了富集程度排名前 10 的 lncRNAs,来验证它们在胰腺导管腺癌(PDAC)细胞系中与 c - Myc 的结合情况。在这些 lncRNAs 中,属于适度保守的基因间 lncRNA BCAN - AS1 在两种 PDAC 细胞中展现出了与 c - Myc 最强的结合亲和力。于是,本研究将重点聚焦于 BCAN - AS1。
随后开展的临床样本分析表明,在胰腺肿瘤组织中,BCAN - AS1 的水平显著高于邻近的正常组织,而且在 III/IV 期 PDACs 中,BCAN - AS1 的水平要高于 I/II 期 PDACs。除此之外,通过 Kaplan - Meier 分析发现,PDAC 患者中 BCAN - AS1 水平高的人群,其总生存时间相较于 BCAN - AS1 水平低的患者更短。综合这些结果来看,它们充分体现了 BCAN - AS1 在 PDAC 病情进展过程中所发挥的致癌作用。
随后,研究人员尝试通过改变胰腺导管腺癌(PDAC)细胞系中 BCAN - AS1 的表达情况,来探究 BCAN - AS1 对 PDAC 细胞表型产生的影响。研究结果表明,BCAN - AS1 过表达时,PDAC 细胞的细胞增殖、集落形成、迁移和侵袭能力显著增强;而当 BCAN - AS1 沉默时,这些能力则受到显著抑制。在小鼠异种移植模型中也观察到了相似的结果。具体而言,BCAN - AS1 过表达会使皮下异种移植物的生长速率大幅提高,然而,当 BCAN - AS1 沉默时,情况则恰恰相反。从原位异种移植模型的结果来看,相较于对照细胞,BCAN - AS1 过表达的 PDAC 细胞所形成的胰腺肿瘤有着显著更高的生长速率,并且存活时间更短;而 BCAN - AS1 沉默的 PDAC 细胞呈现出与之相反的表型。除此之外,BCAN - AS1 过表达会显著促进 PDAC 细胞的肺转移,BCAN - AS1 沉默则会显著抑制这一过程。这些结果充分表明,BCAN - AS1 作为一种致癌的长链非编码 RNA(lncRNA),对 PDAC 细胞的增殖和侵袭性有着刺激作用。
随后,为了阐明 BCAN - AS1 影响胰腺导管腺癌(PDAC)细胞表型的分子机制,研究人员开展了包括 RNA - seq、Western blot、RNA pull - down、ChIRP、CLIP 等在内的一系列实验。实验结果显示,Smad 核相互作用蛋白 1(SNIP1)被确认为一种新的 N6 - 甲基腺苷(m6A)介质,它能够通过识别 BCAN - AS1 的 m6A 修饰来与之相结合。经过 m6A 修饰的 BCAN - AS1 发挥着支架的作用,可促进与 c - Myc 和 SNIP1 共同形成三元复合物,该三元复合物能够对 S 期激酶相关蛋白 2(SKP2)介导的 c - Myc 泛素化和降解过程起到阻断作用,进而刺激 PDAC 细胞的增殖和侵袭能力,最终导致 PDAC 病情的进展。

最后,为了更加深入地明确 BCAN - AS1 以及 c - Myc 在临床上的重要意义,研究人员率先针对 60 对胰腺导管腺癌(PDAC)组织样本及其相邻的正常组织样本展开了检测,重点考察其中 c - Myc 蛋白与 BCAN - AS1 的含量水平。检测结果表明,PDAC 肿瘤组织当中的 c - Myc 蛋白以及 BCAN - AS1 的水平相较于相邻的正常组织而言,明显要高很多。通过相关性分析还发现,无论是在 PDAC 肿瘤组织还是在正常组织当中,BCAN - AS1 的水平与 c - Myc 蛋白的水平都呈现出极为显著的正相关关系。
紧接着,研究人员运用经过体内优化的 BCAN - AS1 反义寡核苷酸(ASO - BCAN - AS1),在小鼠异种移植模型以及转移模型当中开展了实验性治疗,旨在对其治疗效果进行评估。经过一系列的实验观察,最终发现了如下结果:相较于采用 ASO 对照治疗的情况而言,运用 ASO - BCAN - AS1 进行治疗能够极为显著地减少在异种移植转移小鼠模型当中所出现的肺转移现象。并且在小鼠患者源性肿瘤异种移植(PDX)模型当中,经过 ASO - BCAN - AS1 处理之后,PDX 的生长速率出现了显著的降低。除此之外,ASO - BCAN - AS1 处理还使得 BCAN - AS1 以及 c - Myc 蛋白的水平都得到了显著的降低。综合上述各项实验结果来看,这些都充分表明了 BCAN - AS1 很有可能会成为针对胰腺导管腺癌(PDAC)开展靶向治疗的一个全新的、极具潜力的选择方向。
总而言之,在本次研究中,BCAN - AS1 被认定为在胰腺导管腺癌(PDAC)中与 c - Myc 相互作用的致癌长链非编码 RNA(lncRNA)。BCAN - AS1 所具有的 m6A 修饰发挥了桥梁作用,连接起了 c - Myc/BCAN - AS1/SNIP1 三元复合物,从而稳定了 c - Myc 蛋白,对 S 期激酶相关蛋白 2(SKP2)介导的泛素化和降解过程产生抑制作用。对 BCAN - AS1 进行抑制,能够在体外和体内环境下对 PDAC 细胞的生长和侵袭过程产生抑制效果。这些研究发现不仅将 BCAN - AS1 的促肿瘤作用展现出来,同时也为在胰腺导管腺癌(PDAC)中研究与 c - Myc 相互作用的 lncRNA 提供了全新的视角和理解方向。