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Mol Cell:非编码RNA研究中取得新进展

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来源:中国科学技术大学 2013-12-13 17:09

中国科学技术大学生命科学学院吴缅、梅一德教授研究组揭示了长片段非编码RNA通过调控肿瘤细胞瓦伯格(Warburg)效应促进肿瘤生长的作用机制。

近日,中国科学技术大学生命科学学院吴缅、梅一德教授研究组揭示了长片段非编码RNA通过调控肿瘤细胞瓦伯格(Warburg)效应促进肿瘤生长的作用机制,相关研究成果在线发表于国际杂志Cell的子刊Molecular Cell

相对于正常细胞,肿瘤细胞的代谢方式在整体上发生了改变,其中一个显著的特征是,肿瘤细胞即使在有氧状态下也优先进行糖酵解,而不是通过产能效率更高的氧化磷酸化途径为细胞生长提供能量,这就是著名的Warburg效应(由上世纪20年代德国科学家Otto Warburg首先提出,为此他在1931年获得诺贝尔生理医学奖)。虽然低氧微环境可以促进肿瘤Warburg效应这一结论已被人们广泛接受,但是其具体的分子机制仍不明确,特别是长片段非编码RNA是否也参与调控低氧环境下肿瘤的Warburg效应没有报道。

该研究组在研究中发现长片段非编码RNA分子—lincRNA-p21可以被低氧或低氧诱导因子HIF-1α诱导表达,诱导表达的lincRNA-p21通过分别结合HIF-1α和VHL、阻止HIF-1α-VHL复合物的形成、抑制VHL对HIF-1α的降解,从而提高HIF-1α的蛋白水平,最终形成一个正反馈循环,并促进肿瘤细胞的Warburg效应。更为重要的是,该研究运用小鼠肿瘤模型,证明了lincRNA-p21和HIF-1α形成的正反馈循环确实能够促进肿瘤的生长,暗示lincRNA-p21作为一个癌基因在体内发挥功能。这一创新性的研究结果首次阐明了长片段非编码RNA在调控肿瘤细胞Warburg效应中的重要作用,同时也提示lincRNA-p21可以作为肿瘤治疗的潜在靶点。

该论文的第一作者是吴缅课题组的研究生杨凡。

该项研究工作得到了国家自然科学基金委、中科院及科技部的项目资助。(生物谷Bioon.com)

生物谷推荐的英文摘要

Molecular Cell               doi:?10.1016/j.molcel.2013.11.004

Reciprocal Regulation of HIF-1α and LincRNA-p21 Modulates the Warburg Effect

Fan Yang, Huafeng Zhang, Yide Mei, Mian Wu

Hypoxia has long been linked to the Warburg effect, yet the underlying mechanism remains largely unclear. It is also not known if lncRNAs are involved in the contribution of hypoxia to the Warburg effect. Here we show that lincRNA-p21 is a hypoxia-responsive lncRNA and is essential for hypoxia-enhanced glycolysis. Hypoxia/HIF-1α-induced lincRNA-p21 is able to bind HIF-1α and VHL and thus disrupts the VHL-HIF-1α interaction. This disassociation attenuates VHL-mediated HIF-1α ubiquitination and causes HIF-1α accumulation. These data indicate the existence of a positive feedback loop between HIF-1α and lincRNA-p21 that promotes glycolysis under hypoxia. The ability of lincRNA-p21 to promote tumor growth is validated in mouse xenograft models. Together, these findings suggest that lincRNA-p21 is an important player in the regulation of the Warburg effect and also implicate lincRNA-p21 as a valuable therapeutic target for cancer.

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