HASEP短肽在肝癌细胞增殖和凋亡中的作用及其功能网络

Progress in the research field of small peptide (SEPs) reveals that cellular SEPs are new molecules with biological functions, yet our understanding about the biological function and its underlying mechanism of SEPs is still very limited. The effect of SEPs on the tumorigenesis has not been reported. Recently, we discovered that a transcripts that was previously annotated as an lncRNA gene, encodes a conserved small peptide (named HASEP). The small peptide HASEP was over-expressed in hepatocellular carcinomas (HCC), yet the biological function and its underlying mechanism of HASEP remains unknown. Our primary studies showed that silencing HASEP promoted G1 phase arrest of cell cycles and inhibited Hepatoma cell growth, and enhanced chemotherapeutic drug–induced cell apoptosis. Based on these findings, we will further investigate: 1) the role of HASEP on the proliferation and apoptosis of HCC cells and on the in vivo growth of HCCs; 2) the underlying regulatory mechanisms of HASEP in HCC development; 3) the mechanisms responsible for the deregulation of HASEP in HCCs. The results obtained will not only reveal the biological function and regulatory networks of SEPs, but also provide new targets for the prevention and antitumor therapy of HCCs.

短肽研究领域的新进展揭示细胞内源性短肽是具有生物学功能的新型分子，但国际上短肽的功能研究刚刚起步，短肽在肿瘤中的作用及机制更是鲜有见报道。HASEP是我们新鉴定的由长非编码RNA编码的短肽，它在人、鼠等多个物种中高度保守，但其功能和作用机制尚未见报道。我们前期研究发现，HASEP在肝癌中表达显著上调，沉默其表达导致细胞G1期阻滞、抑制细胞生长、并促进化疗药物诱导的细胞凋亡。以此为基础，本项目拟通过体内、外模型并结合临床标本研究HASEP对肝癌细胞增殖和凋亡等表型的调控作用，以及对肝癌发生发展的影响，鉴定与短肽相互作用的分子及其信号网络，并研究HASEP在肝癌中表达失调的分子机制。所得结果将阐明HASEP短肽的生物学功能和调控网络，并揭示肝癌发病的新机制，为肝癌防治提供新的靶标，因此具有重要的科学价值和临床意义。

本项目研究了短肽SMIM30以及SNHG17、lnc-Ip53和GOLGA2P10等新的肝癌相关lncRNA对细胞增殖和肿瘤生长的调控作用及其机制。重要发现如下：1.短肽SMIM30促进细胞周期G1/S转换和肿瘤生长：LINC00998编码一个定位于内质网（ER）的保守短肽SMIM30。该短肽可通过增强ER上的钙泵SERCA活性，降低胞浆的钙水平，提高CDK4、Cyclin E2和E2F1的表达水平以及Rb的磷酸化，进而促进细胞周期G1/S时相转换和肿瘤细胞增殖。敲低或敲除SMIM30可抑制体内肿瘤生长。2.揭示lncRNA SNHG17、lnc-Ip53和LncRNA-GOLGA2P10在肿瘤细胞增殖和凋亡中的作用及其机制：（1）SNHG17可通过与LRPPRC直接结合抑制c-Myc泛素化，增强c-Myc蛋白的稳定性，从而导致c-Myc的上调，加速G1/S转换、细胞增殖及肿瘤生长。（2）长非编码RNA lnc-Ip53（lncRNA induced by p53）可被p53诱导表达，并可分别与去乙酰化酶HDAC1和乙酰转移酶p300结合，协同抑制p53的乙酰化及转录活性，从而形成p53/lnc-Ip53负反馈环路。肝癌中lnc-Ip53异常升高导致p53-lnc-Ip53负反馈回路失调，以及肿瘤生长及化疗抵抗。（3）肿瘤细胞所处的缺氧、缺营养等微环境可导致持续内质网应激并引发细胞死亡。内质网应激可通过PERK/ATF4/CHOP通路激活假基因来源的lncRNA GOLGA2P10的转录，从而提高其下游抗凋亡蛋白BCL-xL的水平，从而增强肿瘤细胞抵抗内质网应激胁迫下的凋亡，而沉默lnc-ERS的表达可抑制移植瘤的生长。. 上述研究揭示了lncRNAs及其非经典翻译产物在肝癌恶性增殖、抵抗死亡中的调控作用及其功能机制；为抗肿瘤治疗提供了新靶点。