轉錄組學是在整體水平上研究細胞中基因轉錄的情況及轉錄調控規律，從 RNA 水平研究基因表達的情況。借助轉錄組學來研究腫瘤的發病機制，尋找用于腫瘤診斷和防治的生物標志物一直是腫瘤研究熱點，今天小編要和大家分享幾例轉錄組學在胃腸腫瘤中的應用。

腫瘤標志物是腫瘤發生、增生、侵襲或轉移過程中，腫瘤細胞所具有的或受腫瘤細胞刺激后宿主細胞所產生的或一類物質腫瘤組織產生的，它們的存在或量變可以提示腫瘤的性質，反映腫瘤的組織發生、細胞分化、細胞功能等癌細胞的生物學特性與活動狀態，從而可用于腫瘤的診斷、分型、預后判斷、指導治療及評價治療反應等。腫瘤標志物的尋找目前已成為胃腸腫瘤轉錄組學研究較為關鍵的問題之一。

循環外體 lncRNA-GC1 用于早期胃癌診斷

Circulating Exosomal Gastric Cancer–Associated Long Noncoding RNA1 as a Biomarker for Early Detection and Monitoring Progression of Gastric Cancer

期刊：JAMA Surg

影響因子：13.625

發表時間：2020.06.10

單位：第四軍醫大學

摘要：胃癌（GC）相關的長非編碼 RNA1（lncRNA-GC1）在胃癌發生中起到了重要作用，近日研究者探討了循環外體 lncRNA-GC1 對 GC 早期檢測的診斷價值。研究者對循環外體 lncRNA-GC1 進行了多階段的研究，以早期檢測 GC，隊列中包含 GC 患者（n=522）、胃癌前病變患者（n=85）和健康志愿者（HDs；n=219）。通過逆轉錄 - 聚合酶鏈反應測定 LncRNA-GC1，采用受試者操作特征曲線計算 lncRNA-GC1 與 3 種傳統生物標記物（癌胚抗原 [CEA]、癌抗原 72-4[CA72-4] 和 CA19-9）的診斷效率，根據曲線下面積（AUC)、特異性和敏感性評估診斷效率。826 名參與者中，508 名為男性（61.5%），中位年齡為 60 歲。在試驗階段，lncRNA-GC1 比標準生物標記物 CEA、CA72- 4 和 CA19-9（AUC=0.9033）具有更好的診斷性能，可用于鑒別 GC 和 HDs 患者。此外，GC 細胞培養液中 lncRNA-GC1 的水平顯著高于正常胃上皮細胞。lncRNA-GC 在鑒別 GC 患者、胃癌前病變患者以及 HDs 方面具有極高的效率，與 CEA、CA72- 4 和 CA19- 9 相比，lncRNA-GC1 在早期檢測 GC 方面顯示出更高的 AUC，具有足夠的特異性和敏感性，尤其是對于標準生物標記物陰性的 GC 患者。此外，循環外體 lncRNA-GC1 的水平在 GC 早期到晚期變化顯著，且獨立于病理分級和 Lauren 分類。此外，外顯體經 RNase 處理后，循環 lncRNA-GC1 水平保持不變，并在長期暴露于室溫或反復凍融后保持恒定。總循環 lncRNA-GC1 幾乎全部包裝在外體中，而不是血漿中的游離形式。研究認為循環外體 lncRNA-GC1 可作為檢測早期胃癌和監測疾病進展的無創生物標記物，將循環外體 lncRNA-GC1 檢測與內鏡檢查相結合，可提高胃癌的早期診斷率。

利用轉錄組學可檢測腫瘤細胞癌變過程中的 RNA（編碼 RNA 及非編碼 RNA）的變化，有助于更好地理解胃腸腫瘤的發生機制。

外泌體 circPACRGL 通過調節 miRNA-TGFβ1 促進結直腸癌的進展

Exosomal circPACRGL promotes progression of colorectal cancer via the miR-142-3p/miR-506-3p- TGF-β1 axis

摘要：結直腸癌（CRC) 是全世界癌癥相關死亡的主要癌癥之一。外泌體是細胞間通訊的關鍵調節因子，豐富的環狀 RNA(CircRNAs) 在外泌體內富集。CircRNA 是調節癌癥增殖和進展的非編碼 RNA 的新成員。然而，癌癥來源的外泌體 circRNA 在 CRC 中的功能和調節機制仍不清楚。研究者使用透射電子顯微鏡、納米粒子跟蹤分析（NTA）和 Western blot 對 CRC 細胞衍生的外泌體進行了表征。研究者通過 RNA 測序和 RT-qPCR 鑒定外泌體刺激的 CRC 細胞中的 circRNA。熒光原位雜交（FISH）法用于檢測 circPACRGL 的細胞分布，使用生物信息學分析確定了 circPACRGL 的 miRNA 靶標。流式細胞儀檢測了 N1-N2 中性粒細胞的分化。該研究確定了一種新的 CRC 衍生的外泌體 circRNA，circPA  CRGL。研究者發現，添加腫瘤來源的外泌體后，circPACRGL 在 CRC 細胞中顯著上調。此外，circPACRGL 充當 miR-142-3p/miR-506-3p 海綿，促進 TGF-β1 的表達。circPACRGL 通過 miR-142-3p /miR-506-3p-TGF-β1 軸促進了 CRC 細胞的增殖、遷移和侵襲，以及 N1 向 N2 中性粒細胞的分化。這項研究初次揭示了腫瘤來源的外泌體 circPACRGL 在 CRC 增殖和轉移中起著致癌作用，為 circRNA 在 CRC 進程中的作用提供了新機制，并且是 CRC 治療的重要標志物。

結直腸癌（CRC）是第三大常被診斷為惡性腫瘤的疾病，在全球癌癥死亡率中排名第三。腫瘤轉移是 CRC 終末期患者死亡的主要原因。大多數轉移性 CRC 患者的中位生存時間僅 2 年，該結果遠不能達到預期。有研究發現，腫瘤微環境（TME）是一個動態的不斷變化的網絡，其與腫瘤細胞之間的相互作用對腫瘤的轉移至關重要。

癌癥相關成纖維細胞中脂質代謝的重編程增強了結直腸癌細胞的遷移

Reprogramming of lipid metabolism in cancerassociated fibroblasts potentiates migration of colorectal cancer cells

期刊：Cell Death and Disease

影響因子：6.304

發表時間：2020.04.23

單位：四川大學

摘要：CAF（癌癥相關成纖維細胞）是癌細胞周圍基質細胞的主要成分之一，其和 CRC 細胞之間的代謝性相互作用在 CRC 的發生發展過程中起著重要作用。然而，關于 CAF 的脂質改變以及這些代謝重編程是如何影響 CRC 細胞的轉移目前還不明確。在該研究中，研究者發現與正常成纖維細胞的條件培養基（CM）相比，CAFs 的條件培養基能夠促進 CRC 細胞的遷移。CAF 受到脂質組重編程作用并積累了更多的脂肪酸和磷脂。研究發現去除了蛋白質的 CAFs 條件培養基仍然能夠促進 CRC 細胞的遷移，這表明 CAFs 條件培養基中的小分子代謝產物是提高 CRC 細胞遷移的原因。研究者進一步明確 CRC 細胞吸收了 CAF 細胞分泌的脂質代謝產物。FASN（脂肪酸合酶）是脂肪酸合成的關鍵酶，在 CAF 中其表達水平顯著升高。通過 siRNA 敲低 FASN 的表達或者通過使用外源磺基 N - 琥珀酰亞胺基油酸鈉或內源 CD36 單克隆抗體減少 CRC 細胞對脂肪酸的攝取，可以有效的抑制 CAF 誘導的 CRC 細胞遷移作用。

從 CAFS 衍生的脂類對 CRC 中 EMT 的貢獻的示意圖

circRNA 是一種非編碼 RNA，可以多種方式參與生物學功能，如細胞增殖、細胞周期、侵襲和轉移等。近年來研究發現，環狀 RNA 可以通過海綿吸附微小 RNA 和 RNA 結合蛋白參與轉錄后調控，從而影響腫瘤耐藥過程中的 DNA 修復、凋亡、增殖、細胞轉運，以及介導腫瘤耐藥的細胞內酶，進而在腫瘤耐藥中發揮重要調節作用。有研究證實通過干擾環狀 RNA 的表達，可以提高腫瘤對藥物的敏感性，提示環狀 RNA 可能為抗腫瘤藥物耐藥性的研究提供新的靶點。

Hsa_circ_001680 影響 CRC 的增殖和遷移，并通過 MIR-340 調節 BMI1 介導其耐藥

Hsa_circ_001680 affects the proliferation and migration of CRC and mediates its chemoresistance by regulating BMI1 through miR-340

摘要：越來越多的證據表明，環狀 RNA（circRNA）作為 microRNA（miRNA）海綿直接抑制特定的 miRNA 并改變其在轉錄后水平調節基因表達的能力；這種機制被認為發生在各種癌癥中。然而，circ_001680 在結直腸癌（CRC) 中的表達水平、高精度功能和機制尚不清楚。采用 QRT-PCR 方法檢測 circ_001680 和 MIR-340 在人 CRC 組織及其匹配的正常組織中的表達。使用生信分析和雙熒光報告分析來評估 circ_001680 是否能與 MIR-340 結合。構建 Circ_001680 過表達和敲除細胞系，通過功能實驗，包括 CCK8、平板克隆形成、Transwell 和損傷愈合試驗，研究體內和體外的增殖和遷移能力。通過生物信息學分析，雙熒光報告系統，FISH，RIP 和 RNA pull down 測定來研究 circ_001680，miR-340 和 BMI1 之間的關系。球形成測定和流式細胞術分析用于評估 circ_001680 對 CRC 細胞干性特征的影響。Circ_001680 在 CRC 組織中的表達高于來自同一患者的匹配的鄰近正常組織。觀察到 Circ_001680 增強 CRC 細胞的增殖和遷移能力。此外，雙熒光報告試驗證實，circ_001680 通過靶向 MIR-340 影響 BMI1 的表達。更重要的是，研究還發現 circ_001680 可以促進 CRC 中的癌癥干細胞（CSC) 群體，并通過調節 MIR-340 靶基因 BMI1 誘導伊立替康治療耐藥性。研究結果表明，circ_001680 是通過 BMI1 上調誘導 CRC 化療耐藥的新策略的一部分。此外，circ_001680 可能是確定基于伊立替康的化療成功的有希望的診斷和預后標志物。

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