乳腺癌已成为"全球最大的癌症",近年来其发病率呈快速增长趋势。值得注意的是,三阴性乳腺癌(TNBC)占所有乳腺癌亚型的15-20%,是最恶性的亚型,具有严重的增殖和侵袭性表型。努力筛选出可靠的药物靶点,改善TNBC患者的预后是当务之急。
![](http://tiebapic.baidu.com/forum/w%3D580/sign=7e0d3b31fe0e7bec23da03e91f2eb9fa/93759a389b504fc2926e9f3ba3dde71190ef6db2.jpg?tbpicau=2024-08-06-05_a3dd0e93673988d17c590df1b76215f1)
2023年7月,中国农业大学李向东课题组联合解放军总医院、芬兰Turku大学医学院、波兰Bialystok医科大学等单位在Molecular Cancer发表“A novel polypeptide CAPG-171aa encoded by circCAPG plays a critical role in triple-negative breast cancer”的论文,该研究对环状RNA-circCAPG编码肽促进TNBC发展的分子机制进行了深入的解析,揭示了环状RNA-circCAPG编码一个未知多肽促进TNBC发展的分子机制。
图形摘要如下:
![](http://tiebapic.baidu.com/forum/w%3D580/sign=6933a2003dec54e741ec1a1689389bfd/0563b8504fc2d562cd39ffd3a11190ef76c66cb2.jpg?tbpicau=2024-08-06-05_3690ac6b8ec9893d04dc695b0f70c7a2)
Highlights如下:
1) circCAPG在TNBC中显著高表达。circCAPG的敲低显著抑制TNBC患者来源的类器官的生长。
2) circCAPG可以翻译成一个名为CAPG-171aa的多肽。通过IP实验找到 CAPG-171aa的互作蛋白STK38,进一步IP分析发现CAPG-171aa通过破坏STK38与SMURF1的结合,阻止MEKK2泛素化和蛋白酶体降解,从而促进肿瘤生长。
3)circRNA机制研究常常作为RNA形态与miRNA、蛋白质互作,而具有编码潜能的circRNA研究报道较少,circRNA编码肽的功能研究更具创新性,改变了对非编码RNA的传统认知。
临床相关性: 分析GEO数据库数据集。在TNBC中,circCAPG的表达水平上调最显著。circCAPG仅在TNBC细胞系中显著高表达。circCAPG在恶性程度较高的TNBC组织中的表达高于晚期,circCAPG表达水平越高,TNBC患者的预后越差。
功能研究: 在TNBC细胞株中,敲减circCAPG,抑制TNBC细胞增殖、迁移和侵袭;circCAPG敲减组的肿瘤体积和重量均显著降低,TNBC类器官模型显示,circCAPG敲减抑制TNBC类器官的生长,而过表达circCAPG则相反。
机制研究: circCAPG通常与miRNA、蛋白质相互作用。为了探索circCAPG是否通过与miRNA相互作用来抑制TNBC的进展,进行anti-AGO2(RIP)实验,结果显示下拉物中没有circCAPG富集(图1)。
circRNADb数据库预测和双荧光素酶基因报告实验显示circCAPG可能编码一个171个氨基酸的蛋白质。分别对突变体circCAPG-FLAG/-FLAG-IRES-mut/-FLAG-ATG-mut进行IP实验,下拉物Western blot显示,只有circCAPG-FLAG可以翻译成一个名为CAPG-171aa的多肽(图1D和E)。
![](http://tiebapic.baidu.com/forum/w%3D580/sign=f10261e212e736d158138c00ab504ffc/270b6cc2d5628535acd1fd1fd6ef76c6a7ef63b2.jpg?tbpicau=2024-08-06-05_c3aff56ef4231fcc437123b511385c1a)
图1 CircCAPG编码一种名为CAPG-171aa的新蛋白(Ref. Fig3/FigS3)
为了解CAPG-171aa调控TNBC进展的潜在分子机制,对CAPG-171aa进行IP实验,质谱检测其潜在的互作蛋白分子(图2A)。在大量的互作蛋白中,最终挑选9个蛋白进行IP-WB验证,且只有STK38能与TNBC细胞中的CAPG-171aa结合(图2B)。此外,STK38与母体CAPG无相互作用(图2C)。![](http://tiebapic.baidu.com/forum/w%3D580/sign=31e04ee970d12f2ece05ae687fc2d5ff/f399f6628535e5ddad1d8ae130c6a7efce1b62b2.jpg?tbpicau=2024-08-06-05_aeef1df4d8d1ef096fda5edf8c356dae)
图2 STK38是CAPG-171aa的相互作用蛋白(Ref. Fig5/ FigS5)
既往研究表明,STK38可以调节MYC蛋白的稳定性,并通过与SMURF1结合,促进MEKK2的泛素化和降解。
通过使用anti-MEKK2进行IP分析,发现MEKK2可与STK38和SMURF1相互作用(图3A)。进一步anti-SMURF1 IP分析研究证明,OE-CAPG-171aa能降低STK38和SMURF1之间的相互作用(图3B)。此外,anti-MEKK2 IP分析还发现OE-CAPG-171aa降低MEKK2的泛素化,增加MEKK2蛋白水平(图3C)。相应的,MEKK2的泛素信号在circCAPG敲减的TNBC细胞株中增加(图3D)。后续功能回复实验,MEKK2 KD可以降低CAPG-171aa-OE TNBC细胞系的细胞增殖、迁移和侵袭能力,表明MEKK2是CAPG-171aa的下游伴侣。![](http://tiebapic.baidu.com/forum/w%3D580/sign=1feb2cdf692eb938ec6d7afae56285fe/6939a635e5dde711dbe36cc8e1efce1b9d1661b2.jpg?tbpicau=2024-08-06-05_b60689c06af0c67a0bc3c6acd693934f)
图3 CAPG-171aa与STK38互作,通过MEKK2激活下游MEK1/2-ERK1/2通路(Ref. Fig6)
结论:circCAPG通过编码新的多肽CAPG-171aa,进而激活MEKK2-MEK1/2-ERK1/2通路,显著增强TNBC细胞的增殖和转移。本研究通过IP-MS寻找CAPG-171aa的潜在互作蛋白,对其中的9个蛋白质进行验证,找到一个阳性互作蛋白STK38。然后通过多次IP实验发现CAPG-171aa通过破坏STK38与SMURF1的结合,阻止MEKK2泛素化和蛋白酶体降解机制。该研究为蛋白质编码circRNAs CAPG-171aa在TNBC中的作用提供了创新性见解,并有望作为TNBC的预后生物标志物和潜在治疗靶点。
![](http://tiebapic.baidu.com/forum/w%3D580/sign=7e0d3b31fe0e7bec23da03e91f2eb9fa/93759a389b504fc2926e9f3ba3dde71190ef6db2.jpg?tbpicau=2024-08-06-05_a3dd0e93673988d17c590df1b76215f1)
2023年7月,中国农业大学李向东课题组联合解放军总医院、芬兰Turku大学医学院、波兰Bialystok医科大学等单位在Molecular Cancer发表“A novel polypeptide CAPG-171aa encoded by circCAPG plays a critical role in triple-negative breast cancer”的论文,该研究对环状RNA-circCAPG编码肽促进TNBC发展的分子机制进行了深入的解析,揭示了环状RNA-circCAPG编码一个未知多肽促进TNBC发展的分子机制。
图形摘要如下:
![](http://tiebapic.baidu.com/forum/w%3D580/sign=6933a2003dec54e741ec1a1689389bfd/0563b8504fc2d562cd39ffd3a11190ef76c66cb2.jpg?tbpicau=2024-08-06-05_3690ac6b8ec9893d04dc695b0f70c7a2)
Highlights如下:
1) circCAPG在TNBC中显著高表达。circCAPG的敲低显著抑制TNBC患者来源的类器官的生长。
2) circCAPG可以翻译成一个名为CAPG-171aa的多肽。通过IP实验找到 CAPG-171aa的互作蛋白STK38,进一步IP分析发现CAPG-171aa通过破坏STK38与SMURF1的结合,阻止MEKK2泛素化和蛋白酶体降解,从而促进肿瘤生长。
3)circRNA机制研究常常作为RNA形态与miRNA、蛋白质互作,而具有编码潜能的circRNA研究报道较少,circRNA编码肽的功能研究更具创新性,改变了对非编码RNA的传统认知。
临床相关性: 分析GEO数据库数据集。在TNBC中,circCAPG的表达水平上调最显著。circCAPG仅在TNBC细胞系中显著高表达。circCAPG在恶性程度较高的TNBC组织中的表达高于晚期,circCAPG表达水平越高,TNBC患者的预后越差。
功能研究: 在TNBC细胞株中,敲减circCAPG,抑制TNBC细胞增殖、迁移和侵袭;circCAPG敲减组的肿瘤体积和重量均显著降低,TNBC类器官模型显示,circCAPG敲减抑制TNBC类器官的生长,而过表达circCAPG则相反。
机制研究: circCAPG通常与miRNA、蛋白质相互作用。为了探索circCAPG是否通过与miRNA相互作用来抑制TNBC的进展,进行anti-AGO2(RIP)实验,结果显示下拉物中没有circCAPG富集(图1)。
circRNADb数据库预测和双荧光素酶基因报告实验显示circCAPG可能编码一个171个氨基酸的蛋白质。分别对突变体circCAPG-FLAG/-FLAG-IRES-mut/-FLAG-ATG-mut进行IP实验,下拉物Western blot显示,只有circCAPG-FLAG可以翻译成一个名为CAPG-171aa的多肽(图1D和E)。
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图1 CircCAPG编码一种名为CAPG-171aa的新蛋白(Ref. Fig3/FigS3)
为了解CAPG-171aa调控TNBC进展的潜在分子机制,对CAPG-171aa进行IP实验,质谱检测其潜在的互作蛋白分子(图2A)。在大量的互作蛋白中,最终挑选9个蛋白进行IP-WB验证,且只有STK38能与TNBC细胞中的CAPG-171aa结合(图2B)。此外,STK38与母体CAPG无相互作用(图2C)。
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图2 STK38是CAPG-171aa的相互作用蛋白(Ref. Fig5/ FigS5)
既往研究表明,STK38可以调节MYC蛋白的稳定性,并通过与SMURF1结合,促进MEKK2的泛素化和降解。
通过使用anti-MEKK2进行IP分析,发现MEKK2可与STK38和SMURF1相互作用(图3A)。进一步anti-SMURF1 IP分析研究证明,OE-CAPG-171aa能降低STK38和SMURF1之间的相互作用(图3B)。此外,anti-MEKK2 IP分析还发现OE-CAPG-171aa降低MEKK2的泛素化,增加MEKK2蛋白水平(图3C)。相应的,MEKK2的泛素信号在circCAPG敲减的TNBC细胞株中增加(图3D)。后续功能回复实验,MEKK2 KD可以降低CAPG-171aa-OE TNBC细胞系的细胞增殖、迁移和侵袭能力,表明MEKK2是CAPG-171aa的下游伴侣。
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图3 CAPG-171aa与STK38互作,通过MEKK2激活下游MEK1/2-ERK1/2通路(Ref. Fig6)
结论:circCAPG通过编码新的多肽CAPG-171aa,进而激活MEKK2-MEK1/2-ERK1/2通路,显著增强TNBC细胞的增殖和转移。本研究通过IP-MS寻找CAPG-171aa的潜在互作蛋白,对其中的9个蛋白质进行验证,找到一个阳性互作蛋白STK38。然后通过多次IP实验发现CAPG-171aa通过破坏STK38与SMURF1的结合,阻止MEKK2泛素化和蛋白酶体降解机制。该研究为蛋白质编码circRNAs CAPG-171aa在TNBC中的作用提供了创新性见解,并有望作为TNBC的预后生物标志物和潜在治疗靶点。