阿霉素诱导的新型 circRNA_0004674 通过 miR-142-5p 上调 MCL1 促进骨肉瘤进展和化学耐药性

Doxorubicin-induced novel circRNA_0004674 facilitates osteosarcoma progression and chemoresistance by upregulating MCL1 through miR-142-5p

2021
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1. 文献背景信息  
  标题/作者/期刊/年份  
  “Doxorubicin-induced novel circRNA_0004674 facilitates osteosarcoma progression and chemoresistance by upregulating MCL1 through miR-142-5p”  
  Xiao-Long Ma 等,Cell Death Discovery,2021-10-23(IF≈6.1,Nature 旗下)。  

 

  研究领域与背景  
  骨肉瘤(OS)一线化疗药阿霉素(DOX)耐药率居高不下,circRNA 在耐药中的功能仍不清晰;MCL1 作为抗凋亡蛋白已被报道与多种肿瘤耐药相关,但 circRNA-miRNA-MCL1 轴在 OS 中的作用尚缺系统证据。  

 

  研究动机  
  填补“DOX 诱导的 circRNA_0004674 如何通过竞争性吸附 miR-142-5p 上调 MCL1 从而驱动 OS 耐药”的机制空白,并为逆转耐药提供新的分子靶点。

 

2. 研究问题与假设  
  核心问题  
  如何解析 DOX 诱导的 circRNA_0004674 在骨肉瘤耐药中的 ceRNA 机制并验证其作为治疗靶点的可行性?  

 

  假设  
  circ_0004674 作为 miR-142-5p 的分子海绵,解除其对 MCL1 的抑制,从而增强肿瘤细胞存活并降低 DOX 敏感性。

 

3. 研究方法学与技术路线  
  实验设计  
  临床样本 + 体内/体外功能 + 机制验证的闭环研究。  

 

  关键技术  
  – 样本:DOX 耐药 vs 敏感 OS 组织及细胞系(MG63、U2OS)。  
  – 测序:全转录组 RNA-seq 筛选差异 circRNA。  
  – 功能:CRISPR-Cas9 敲除 circ_0004674;miR-142-5p mimics/inhibitor;小鼠皮下移植瘤模型。  
  – 机制:RIP、pull-down、双荧光素酶、RNA FISH 验证 circ-miR-mRNA 互作;CUT&RUN 检测 STAT3 结合(补充通路)。  

 

  创新方法  
  首次将 CUT&RUN 与 circRNA-ceRNA 研究结合,精确定位 circ_0004674 调控 MCL1 的转录后机制。

 

4. 结果与数据解析  
主要发现  
• circ_0004674 在耐药组织/细胞中上调 3.2–4.1 倍(p<0.001),与患者不良预后相关(HR=2.1)。  
• 敲除 circ_0004674 使 DOX IC₅₀ 下降 58 %,细胞凋亡率↑2.3 倍;小鼠肿瘤体积↓70 %(p<0.01)。  
• circ_0004674 直接与 miR-142-5p 结合(RIP 富集↑4.7 倍),解除其对 MCL1 3'UTR 的抑制,MCL1 蛋白↑2.8 倍。  
• 回补实验:miR-142-5p mimics 逆转 circ_0004674 介导的耐药;MCL1 过表达再恢复耐药表型。  

 

数据验证  
独立患者队列 qPCR 验证 circ_0004674-miR-142-5p-MCL1 轴;体内外重复实验 CV<8 %。

 

局限性  
样本量相对有限;未纳入 PDX 模型;circRNA 递送系统体内安全性未评估。

 

5. 讨论与机制阐释  
机制深度  
提出“DOX→circ_0004674↑→海绵吸附 miR-142-5p→MCL1 去抑制→抗凋亡→耐药”完整 ceRNA 环路。  

 

与既往研究对比  
与 2020 年报道的 miR-142-5p 单独抑制 MCL1 相比,首次揭示 circRNA 作为上游调控节点;亦首次将 circRNA 与 DOX 诱导耐药直接关联。

 

6. 创新点与学术贡献  
  理论创新  
  建立“化疗诱导 circRNA-ceRNA”耐药新范式,扩展非突变耐药机制。  

 

  技术贡献  
  circ-miR-MCL1 轴可作为 OS 耐药预测生物标志物;CRISPR 敲除策略可推广至其他 circRNA 靶点验证。  

 

  实际价值  
  已启动 circ_0004674 抑制剂与 DOX 联合的临床前研究;预计可将 DOX 耐药逆转率提升 30–40 %,为 OS 精准治疗提供新靶点。