同濟大學附屬上海第十醫院院長秦環龍教授主要從事胃腸道腫瘤、腸內外營養和腸道微生物的基礎與臨床研究，近期，其實驗室應用Arraystar LncRNA芯片研究發現了一種能調控結直腸癌發展進程的新lncRNA分子——CCAL。CCAL能夠跟AP-2α結合，抑制該蛋白活性，從而激活Wnt/β-catenin信號通路，最終促進結直腸癌的發展進程。該研究成果于2015年刊登在國際胃腸病學頂級期刊Gut（影響因子14.66）上。（芯片實驗由康成生物提供技術服務）

研究背景

結直腸癌（CRC）是常見的惡性腫瘤，90%的早期CRC病人可以通過手術治愈，然而，很多CRC病人診斷出來已是晚期，而且預后很差。化療常用來治療晚期CRC病人，但由于缺少預測指標，效果并不令人滿意。近幾年對CRC的研究雖然已經有了顯著進展，但是對CRC致癌的分子機制仍不清楚。lncRNA是一類長度超過200nt的非編碼RNA分子。許多研究證明lncRNA可以與癌癥相關基因相互作用，在多種腫瘤的發展進程中發揮重要功能。秦環龍教授課題組本次研究的目的在于揭示lncRNA在結直腸癌發生發展過程中的作用。

研究思路

為了探究LncRNA在結直腸癌發生發展過程中的潛在作用，本次研究應用美國Arraystar Human LncRNA芯片篩選正常結腸癌組織、結直腸腺瘤和結直腸癌中差異表達的lncRNA。其中lncRNA-CCAL在這三種組織中表達量不斷升高。之后在252例臨床樣本中進行CCAL表達豐度的qPCR檢測，并通過Cox回歸等統計學分析方法研究其臨床相關性。發現CCAL的高表達與腫瘤轉移、預后不良顯著相關并且可以用來預測癌癥分期。

對該lncRNA進行CNC共表達分析，結果表明它與細胞分化、增殖、凋亡和藥物抵抗基因密切相關，因此選作重點研究的對象。體外細胞實驗和體內裸鼠實驗發現，CCAL可以促進細胞增殖、抑制細胞凋亡并調控細胞周期、促進腫瘤的轉移和侵襲，證明CCAL是具有重要生物學功能的lncRNA分子。接下來對LncRNA CCAL的上游調控機制進行研究，通過Luciferase實驗發現CCAL的promoter區域組蛋白H3甲基化和去乙酰化促進CCAL的表達。

在CCAL的作用機制研究部分，作者通過RNA pull down、EMSA凝膠遷移實驗發現CCAL可以和AP-2α蛋白結合，導致AP-2α蛋白下調；用IP發現AP-2α, APC和β-catenin形成復合物，從而激活Wnt/β-catenin通路，導致β-catenin, c-myc, cyclin D1 和E-cadherin等通路基因表達變化。多藥物抵抗MDR是化療的一個主要障礙，利用藥物抵抗細胞系LoVo/5-FU研究發現，CCAL通過激活Wnt通路來調控多藥物抵抗相關基因MDR1/P-glycoprotein的表達。

技術路線

結果展示

上圖：A：芯片檢測中CCAL在惡性、良性腫瘤和正常組織的表達量不斷降低；B：qRT-PCR驗證中CCAL在惡性、良性腫瘤和正常組織的表達量不斷降低，與芯片驗證結果相符。

中圖：對結直腸癌樣品的芯片數據作CNC分析，證明CCAL（ASLNC14812）和1個lncRNA和11個蛋白編碼基因表達具有相關性。

下圖：C：K-M曲線顯示，CCAL高表達與結直腸癌預后不良顯著相關；D：CCK8檢測細胞增殖，轉染后不同時間點不同處理組比較發現，CCAL顯著促進細胞增殖。

研究意義

該研究揭示了lncRNA CCAL和Wnt/β-catenin信號通路之間的關系。LncRNA-CCAL通過結合并抑制AP-2α來激活Wnt/β-catenin信號通路，影響腫瘤細胞的增殖、遷移侵襲、凋亡和血管生成，Wnt/β-catenin通路可進一步促進化療多藥物抵抗相關基因MDR1/P-gp的表達量上升，從而影響化療的多藥物抵抗。同時，大量結直腸癌的臨床標本研究表明，CCAL的高表達與結直腸癌的預后不良顯著相關，為結直腸癌的治療提供了潛在的靶點和預后生物標記物。

原文出處
Long non-coding RNA CCAL regulates colorectal cancer progression by activating Wnt/β-catenin signalling pathway via suppression of activator protein 2α. Gut. 2015.