ADGRA2基因3′UTR长度多态性介导内源性microRNA调控三阴性乳腺癌转移的机制研究

Triple-negative breast cancer (TNBC), the most refractory subtype among breast cancers, lacks well-defined targets and has a high tendency for both early relapse and metastasis, presenting with relatively poor prognosis. Recent studies suggest a biological importance of polymorphisms in 3′UTR length produced via alternative polyadenylation in human cancer. In our preliminary investigations, a 3′UTR landscape was characterized in surgical specimens, including 30 paired tumor-adjacent tissues, collected from 154 patients diagnosed with histologically proven TNBC using human transcriptome arrays in Fudan University Shanghai Cancer Center. The lengthening of ADGRA2 3′UTR is demonstrated to play an important role in TNBC. Pilot experiments revealed ADGRA2 3′UTR gained three miRNA response elements of two tumor-suppressor miRNAs—miR-143-3p and miR-338-3p via lengthening. Taken together, we here propose a hypothesis that ADGRA2 3′UTR lengthening could possess a regulatory role in TNBC metastasis that relies on its ability to compete for miR-143-3p and miR-338-3p binding sites, resulting in derepression of the targets of these miRNAs (oncogenes). Based on the results above, we will further determine the clinical significance of variable 3′UTR length of ADGRA2 in a large sample of TNBC tissues. Then we will examine the functional effect of ADGRA2 3′UTR lengthening on proliferation, migration and invasion of TNBC and explore the underlying mechanisms in vitro and in vivo. In conclusion, our results will identify the role of ADGRA2 3′UTR lengthening in TNBC and provide new ideas for clinical treatment of TNBC.

三阴性乳腺癌（TNBC）缺乏治疗靶点，复发转移早、预后差，是乳腺癌治疗难点。近来发现由选择性多聚腺苷酸化产生的3′UTR长度多态性与肿瘤恶性表型密切相关。我们前期对154例TNBC癌组织和30例配对癌旁组织采用全转录组芯片检测，发现ADGRA2 3′UTR延长具有关键作用。预实验表明ADGRA2 3′UTR延长后获得了“抑癌miRNA”miR-143-3p和miR-338-3p的反应元件。由此我们提出假设：ADGRA2基因通过延长3′UTR竞争性结合内源性miR-143-3p和miR-338-3p，解除其对靶基因（原癌基因）的抑制，促进TNBC转移。本研究拟明确ADGRA2基因3′UTR长度多态性在TNBC的临床意义，在体内外观察ADGRA2 3′UTR延长对肿瘤生长、转移等的影响，并深入探讨ADGRA2 3′UTR长度多态性调控TNBC转移的分子机制，以期为寻找治疗新策略提供新的思路。

三阴性乳腺癌（TNBC）是目前研究的热点和难点。项目计划对ADGRA2基因长度多态性介导内源性microRNA调控TNBC转移的机制进行研究。在具体研究过程中，我们在发现研究结果与预期不符的情况下，及时调整研究思路，基本上按计划完成了研究内容并取得了预期成果，发表SCI论文2篇，参加国际会议壁报交流1次。本课题主要研究了TNBC的3′UTR长度多态性及其上游的关键调控因子，并探索了3′UTR长度多态性作为临床标志物在TNBC中的应用价值。（1）我们对本中心三阴性乳腺癌队列全转录组芯片数据对3′UTR长度多态性进行分析，发现ADGRA2基因长3′UTR转录本的比例在TNBC中明显增高，含有较高比例ADGRA2长3′UTR转录本的TNBC患者的预后更差，更易早期复发。（2）采用混合干扰文库筛选技术，对23个核心3′末端处理因子进行筛选，发现CPSF1和PABPN1是TNBC关键的3′处理因子。（3）功能实验证实，敲减CPSF1表达可以明显抑制TNBC细胞增殖、增加细胞凋亡，细胞周期发生G1/S阻滞，进一步通过RNAseq发现，诸多三阴性乳腺癌相关的通路发现了改变，例如细胞外基质（ECM）受体相互作用、JAK/STAT信号通路、PI3K/Akt信号通路等。采用DaPars算法计算APA事件改变，发现243个基因3′UTR发生缩短、336个基因3′UTR发生延长。我们在TNBC细胞中敲减PAPBN1的表达获得了相似的结果。（4）应用非负矩阵分解方法，基于3′UTR长度多态性可将本中心三阴性乳腺癌队列样本分为4种亚型：腔面雄激素受体型、间质样免疫激活型、基底样型、抑制型。我们发现上述分型系统和和基于mRNA表达谱建立的Lehmann分型系统存在具有统计学意义的相关性。（5）建立基于3′UTR长度多态性模型识别腋窝淋巴结转移低风险的三阴性乳腺癌患者，提出可以应用6个基因的3′UTR特征和肿瘤大小建立综合模型对这部分患者进行筛选。本课题拓展了3′UTR长度多态性在三阴性乳腺癌中的作用和相关调控机制，并首次建立并验证了三阴性乳腺癌患者基于3′UTR特征的淋巴结转移分层模型，可借助此工具在临床上筛选出低危的患者免除腋窝前哨淋巴结活检，具有良好的理论意义和临床转化价值。