非编码RNA作为生物体中重要的转录调控因子，在疾病癌症的发生发展、生长发育、组织特异性、动植物抵御逆境、遗传育种、种间互作等方面的研究中广泛应用。同时，该技术也是国自然项目申请中的热点技术，近年来非编码RNA在疾病癌症研究领域愈发火热，其中以miRNA为核心的ceRNA调控机制的研究较多，而对其它调控机制的研究则相对较少，今天小编给大家介绍一个关于非编码RNA参与调控胶质瘤恶性进展新的研究思路。

肿瘤免疫抑制性微环境是胶质瘤领域的研究热点，有研究证明胶质瘤可以通过细胞外囊泡调节其自身免疫微环境，但具体分子机制尚不明确。山东大学齐鲁医院神经外科脑科学实验室李刚教授及薛皓教授共同通讯于2022年1月14日在 Molecular Cancer 发表题为“EWSR1-induced circNEIL3 promotes glioma progression and exosome-mediated macrophage immunosuppressive polarization via stabilizing IGF2BP3”的研究论文，该研究揭示了胶质瘤相关 circRNA 调节胶质瘤恶性进展及免疫抑制微环境形成的具体机制。诺禾致源提供circRNA建库测序分析专业服务。

文章概况

EWSR1-induced circNEIL3 promotes glioma progression and exosome-mediated macrophage immunosuppressive polarization via stabilizing IGF2BP3

发表期刊：Molecular Cancer

发表时间：2022. 01. 14

测序技术：circRNA-seq

研究方向：胶质瘤样本情况：胶质瘤组织、正常组织、胶质瘤细胞系
研究亮点

在本研究中，首次鉴定出在胶质瘤中特异性高表达的环状RNA circNEIL3，通过对其作用机制的研究，首次揭示了脑胶质瘤外泌体促进肿瘤免疫微环境形成的新机制，阐明了环状RNA circNEIL3对脑胶质瘤细胞及其免疫抑制微环境的双重作用机制，这也是环状RNA领域首个外泌体相关的非ceRNA机制介导的肿瘤免疫相关研究。

主要研究结果

1 circNEIL3在体外和体内促进了胶质瘤的发生

通过circRNA测序分析获得正常和神经胶质瘤组织中的circRNA表达谱，并鉴定得到一个新的环状RNA（circNEIL3），其在胶质瘤组织中显著上调。KEGG富集分析表明。与circNEIL3表达显著正相关的基因在参与肿瘤发病机制的许多途径中显著富集，包括细胞增殖调节途径、与肿瘤侵袭和迁移相关的途径，以及参与肿瘤发生的经典信号通路，包括p53信号通路和癌症中的信号通路。GSEA分析结果还显示，这些通路在高circNEIL3表达组中显著富集。对circNEIL3在细胞行为中的功能研究也与生物信息学分析结果一致，表明circNEIL3在调节肿瘤发生和胶质瘤进展方面具有重要的功能。

图1 circNEIL3在体外和体内促进了胶质瘤的发生

2  CircNEIL3与IGF2BP3发生物理相互作用，并抑制泛素/蛋白酶体介导的IGF2BP3降解

对circNEIL3上游调节因子的研究表明， EWS RNA 结合蛋白 1 (EWSR1) 可以促进脑胶质瘤中circNEIL3的生物发生。为了探索circNEIL3诱导胶质母细胞瘤进展的分子机制，分子生物实验研究表明，circNEIL3与IGF2BP3蛋白并相互作用，而在TCGA和CGGA数据集中，IGF2BP3的表达水平随着肿瘤分级而增加并且促癌信号通路显著丰富。之后实验结果表明circNEIL3并没有显著改变IGF2BP3的mRNA水平，但显著促进其蛋白表达以及其下游靶点的表达。进一步的研究以及数据库预测发现，circNEIL3通过抑制泛素/蛋白酶体依赖性降解增强了IGF2BP3蛋白的稳定性，从而促进了胶质瘤的恶性进展。

图2 CircNEIL3与IGF2BP3发生物理相互作用，并抑制泛素/蛋白酶体介导的IGF2BP3降解

3 CircNEIL3促进胶质瘤中的巨噬细胞浸润

最近的证据表明，胶质瘤细胞可以向TME募集免疫细胞，从而维持胶质瘤病理学并促进恶性进展。为了进一步了解circNEIL3在胶质瘤免疫表型中的确切作用，研究者使用估计算法评估了胶质瘤纯度、基质和免疫评分，并通过GSVA算法分析了代表不同免疫细胞类型、功能和途径的31个基因集。与低表达circNEIL3的胶质瘤相比，高表达circNEIL3的胶质瘤表现出显著增加的巨噬细胞浸润，Transwell分析发现，来自circNEIL3过度表达的胶质瘤细胞显著促进THP1分化的巨噬细胞迁移，结果表明circNEIL3过表达的肿瘤细胞可以促使巨噬细胞浸润到胶质瘤微环境中。

图3 circNEIL3促进胶质瘤中的巨噬细胞浸润

4 CircNEIL3可通过hnRNPA2B1包装成外泌体并传递给TAMs，从而使它们能够通过稳定IGF2BP3获得免疫抑制特性

过去的研究表明，circRNA可以被包装成外泌体，并在肿瘤的进展中发挥重要作用。作者发现在GBM细胞中circNEIL3的过度表达导致外泌体中circNEIL3表达水平的增加，表明circNEIL3可以被包装成外泌体。对circNEIL3被包装成外泌体的机制研究表明，hnRNPA2B1可以将circNEIL3包装成外泌体。然后作者从正常表达、过度表达或敲除circNEIL3的GBM细胞中收集外泌体，并使用它们治疗THP1分化的巨噬细胞，结果表明外泌体可以将circNEIL3传递给TAM，从而使它们获得血管生成和免疫抑制特性。而动物实验表明，IGF2BP3可以作为巨噬细胞中circNEIL3的下游效应器，使其获得免疫抑制特性，进而促进胶质瘤的进展。

图4 circNEIL3可通过hnRNPA2B1包装成外泌体并传递给TAMs，从而使它们能够通过稳定IGF2BP3获得免疫抑制特性

结论

在本研究中，作者鉴定出在胶质瘤中特异性高表达的环状RNA circNEIL3，进一步研究发现circNEIL3在胶质瘤细胞中可以通过抑制IGF2BP3泛素化，来促进胶质瘤细胞的增殖和侵袭迁移。同时发现，circNEIL3可以通过hnRNPA2B1的分选进入外泌体，进而被巨噬细胞吞噬，在巨噬细胞内同样抑制IGF2BP3的泛素化，促进巨噬细胞向免疫抑制表型转化，为胶质瘤的精准诊疗和靶向治疗提供了重要理论依据。

参考文献

Pan Z, Zhao R, Li B, et al. EWSR1-induced circNEIL3 promotes glioma progression and exosome-mediated macrophage immunosuppressive polarization via stabilizing IGF2BP3. Mol Cancer. 2022;21(1):16. Published 2022 Jan 14. doi:10.1186/s12943-021-01485-6