缺氧肿瘤微环境中长链非编码RNA RUNX1-IT1促进肝细胞癌侵袭转移的机制研究

Hypoxia is the critical reason for promoting the invasion and metastasis of hepatocellular carcinoma (HCC). However, the underlying mechanism remains poorly known. Our published data verify that hypoxia promotes HCC progression via regulating genes and miRNAs expression. Our pre-experiments found that hypoxia induced upregulation of lncRNA RUNX1-IT1 in HCC cells. High RUNX1-IT1 expression indicated poor prognosis of HCC patients. RUNX1-IT1 promoted invasion and migration of HCC cells, miR-875-5p, EIF3A and TGF-β1/SMAD pathway possibly exerted an critical regulatory role in this process. Thus, clinical and biological experiments will be carried out to verify the following scientific hypothesis that HIF-1α directly activates RUNX1-IT1 transcription in hypoxia-related tumor microenvironment. Subsequently, RUNX1-IT1 relieves EIF3A expression inhibition by competitively binding to miR-875-5p. EIF3A restoration promotes invasion and metastasis of HCC cells via TGF-β1/SMAD signaling pathway. Thus, this project will reveal the function and regulatory mechanism of RUNX1-IT1 in the invasion and metastasis of HCC, and explore the anti-HCC effect by targeting RUNX1-IT1, providing a basis for the clinical development of new HCC targeted therapies.

缺氧是促进肝细胞癌（HCC）侵袭转移的关键因素，但具体机制仍很不清楚。课题组发表成果证实缺氧通过调控基因和miRNAs发挥促HCC功能。我们前期发现①缺氧诱导HCC细胞高表达lncRNA RUNX1-IT1；②HCC组织中RUNX1-IT1高表达提示患者预后不良；③RUNX1-IT1促进HCC侵袭和迁移，miR-875-5p、EIF3A及TGF-β1/SMAD通路在此过程中可能发挥调控作用。因此，我们拟通过临床和功能学实验证实如下科学假说：缺氧肿瘤微环境中HIF-1α直接激活RUNX1-IT1转录，RUNX1-IT1通过竞争性结合miR-875-5p解除EIF3A的表达抑制，EIF3A通过TGF-β1/SMAD通路促进HCC侵袭转移。本项目将揭示RUNX1-IT1在HCC侵袭转移中的功能和调控机制，探索靶向干扰RUNX1-IT1的抗HCC作用，从而为临床上开发新HCC靶向治疗策略提供依据。

全球癌症统计数据显示肝癌位居我国常见恶性肿瘤第五位，其死亡率居第二位，约有41万新病例和39万死亡病例，对中国人民的生命和健康构成重大威胁。尽管针对肝癌治疗方法的改进已经广泛开发，并且在过去的几十年中取得了一些进展，但是肝癌的总体存活率仍然不能令人满意。缺氧是肝癌的常见现象，它的出现是由于肿瘤生长迅速、代谢活动剧烈和血管生成不良，其与肿瘤放/化疗抵抗、高侵袭性特征和不良的临床预后密切相关，靶向缺氧信号通路（贝伐珠单抗靶向VEGF和索拉菲尼靶向VEGFR等）已经成为晚期肝癌一线治疗策略。因此，缺氧信号通路是肝癌预后判断和精准治疗最有潜力的靶点之一，深入研究其涉及的分子调控机制，有助于开发肝癌诊疗新策略。在这项研究中，我们证实了长链非编码RNA（lncRNA） RUNX1-IT1的表达在GEO数据集、肝癌样本中显著降低，并且与不利的临床病理特征和不良预后相关。RUNX1-IT1 在体外抑制肝癌细胞增殖、细胞周期进程、侵袭和癌症干性并诱导细胞凋亡。RUNX1-IT1过表达损害了体内肝癌细胞的生长、转移和干细胞样特征。从机制上讲，RUNX1-IT1直接与miR-632结合并作为竞争性内源性RNA促进miR-632 靶基因GSK-3β表达，随后调节肝癌细胞中的WNT/β-catenin通路。此外，缺氧驱动的组蛋白脱乙酰酶3作为上游调节机制，对于肝癌中RUNX1-IT1的下调至关重要。另外，本项目还发现miR-875-5p在肝癌中表达显著低于癌旁组织，其低水平提示患者预后不良。体外实验表明，miR-875-5p抑制肝癌细胞增殖、迁移、侵袭和上皮间质转化（EMT），且miR-875-5p过表达抑制了肝癌体内生长和转移。 从机制上讲，真核翻译起始因子3亚基a（eIF3a）被确定为miR-875-5p的下游靶标。肝癌组织中eIF3a的表达上调并与miR-875-5p表达呈负相关。此外，干扰eIF3a抑制肝癌细胞的增殖、运动和EMT。eIF3a过表达消除了miR-875-5p对肝癌细胞增殖、运动和EMT的抑制作用。本研究阐明了缺氧微环境中lncRNA RUNX1-IT1的生物学功能，揭示了RUNX1-IT1响应缺氧刺激及其调控miR-632/GSK-3β/WNT/β-catenin信号轴的分子机制，对研究肝癌侵袭转移具有重要促进作用，并最终为开发相关的抗肝癌靶向生物学治疗药物提供帮助。