Gut:RNA结合蛋白RALY通过介导结直肠癌中的miRNA加工重编程线粒体代谢

获得无限制复制潜力的能力已成为癌细胞的代表性标志。癌细胞代谢失调在许多癌症标志中受到积极调节，包括增殖、血管生成、侵袭和转移。新出现的证据表明，癌细胞中的代谢重编程可能受到翻译后事件和基因表达的表观遗传调节的影响。确定介导癌细胞代谢的关键调节因子可能会导致一种新的癌症治疗方法。线粒体控制着癌细胞的生物能量学、生物合成和信号转导细胞器，是癌症治疗的一个有吸引力的靶点。描述肿瘤进展过程中线粒体代谢的多方面表观遗传变化将有助于深入了解癌细胞适应不断变化的微环境的关键机制。

在这项研究中，Lei Sun等人确定了一种新的 RNA 结合蛋白 RALY（HnRNP-Associated with Lethal Yellow，也称为 hnRNPCL2），作为结直肠癌 (CRC) 肿瘤进展的关键指标。并使用分子和代谢分析的复合物来研究结直肠癌细胞系、人类患者来源的异种移植小鼠模型和肿瘤类器官模型中的代谢调节。

研究通过使用基因组集富集分析 (GSEA) 从 TCGA 数据库中对 CRC 中的基因改变进行了深入分析，并确定了一组与肿瘤转移高度相关的 RNA 选择性剪接相关的特定基因组。通过使用本地采购的 CRC 患者组织样本，进一步验证了RALY 在 CRC 肿瘤中比在相邻正常组织中表达上调。通过与TCGA（结肠腺癌（COAD）+直肠腺癌（READ））临床数据的相关性分析，RALY的表达与包括肿瘤分期和远处转移在内的几个单变量临床因素显着相关，但与KRAS、BRAF和 MSI状态无关，表明 RALY 可用作 CRC 转移的独立预后生物标志物。

RALY 通过介导 miRNA 表达重编程 CRC 中的线粒体代谢

为了研究 RALY 在 CRC 肿瘤进展中的功能作用，研究者在 HCT116、HCT15 和 LOVO 细胞中建立了稳定的 RALY 敲低模型，其中包含两个独立的 shRNA（shRALY#1 和 #2）。在 RALY 敲低的 HCT116 细胞中进行了 GSEA，发现包括能量代谢和线粒体呼吸 ETC 在内的 OXPHOS 通路在 RALY 耗尽的细胞中显着富集。敲除 RALY 会在 RNA 和蛋白质水平诱导一些与线粒体相关的 ETC 基因的表达，包括 ATP5I、ATP5G1、ATP5G3、ATP5J2 和 CYC1。表明RALY 的敲低可能会重新编程 CRC 中的线粒体代谢，从而限制了来自 OXPHOS 途径的 TCA 循环中中间体的合成。

RALY在ROS应激下调节CRC细胞增殖和凋亡

为了确定 RALY 线粒体介导的 ROS 产生是否对 CRC 中的细胞生长至关重要，研究使用 ROS 清除剂 N-乙酰 L-半胱氨酸 (NAC) 来消耗癌细胞中的 ROS 水平。NAC 的治疗部分挽救了 RALY 敲低细胞中的癌细胞生长，但挽救效果不依赖于 NAC 浓度。类似地，ETC 基因相关 miRNA（miR-483、miR-676 和 miR-877）的过表达恢复了 RALY 敲低细胞中的细胞生长和增殖。这些结果表明 RALY 通过介导线粒体代谢在控制 CRC 细胞生长和细胞死亡方面发挥着至关重要的作用。

RALY 作为 CRC 的潜在治疗靶点

研究者通过将小鼠 MC38 细胞皮下注射到 C57BL/6 小鼠中来生成可诱导的 RALY 敲低同基因小鼠肿瘤模型。在最初的肿瘤建立后，在饮用水中施用强力霉素（1.0 mg/mL）抑制了 RALY 的表达，从而抑制了肿瘤的生长。分别通过蛋白质印迹分析和 RT-PCR 表明，肿瘤中 RALY 的敲低诱导了 ATP5I 的表达并降低了 miR-676 的表达。与用水治疗组相比，多西环素治疗组在结肠中显示出更少和更小的肿瘤结节。

综上所述，报告首先揭示了 RALY 在肿瘤进展中以代谢为中心的关键作用。它与恶性结直肠癌 (CRC) 的转移高度相关，在体内和类器官模型中抑制 RALY可抑制结直肠肿瘤的生长和进展。针对 RALY 治疗为CRC诊疗体系提供了一种新的治疗策略。（生物谷bioon.com）

参考文献：RNA-binding protein RALY reprogrammes mitochondrial metabolism via mediating miRNA processing in colorectal cancer. Gut. 2021 Sep;70(9)：1698-1712. doi： 10.1136/gutjnl-2020-320652.

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