JECCR | Polysome profiling应用：环状RNA通过促进RAD51翻译起始来增强同源重组，提升鼻咽癌放疗抗性

导读

鼻咽癌（NPC）是一种恶性肿瘤，发病率在东南亚、华南和北非较高。放射治疗是主要治疗手段，但部分癌细胞对放疗产生抗性，导致复发和转移，增加治疗失败的风险。

放射治疗会引发DNA双链断裂（DSB），这是一种最严重的DNA损伤形式之一。细胞拥有多种DNA损伤修复系统，成功的DNA损伤修复能够使细胞存活，从而导致放疗抗性。细胞的DNA双链断裂修复主要依赖于两条主要途径：同源重组（HR）和非同源末端连接（NHEJ）。

环状RNA（circRNA）是一类新型的非编码RNA，近年来备受关注。circRNA在鼻咽癌的进展中广泛涉及，既可以作为癌基因，也可以作为抑癌基因发挥作用。

迄今为止，鼻咽癌放疗抗性背后的分子机制仍然知之甚少，理解鼻咽癌放疗抗性背后的生物机制对于确定生物标志物并优化鼻咽癌的临床诊断、预后和治疗策略至关重要。

2024年4月23日，中南大学向波和熊炜团队在Journal of Experimental & Clinical Cancer Research上发表了一篇题为“CircCDYL2 bolsters radiotherapy resistance in nasopharyngeal carcinoma by promoting RAD51 translation initiation for enhanced homologous recombination repair”的论文，发现circCDYL2在鼻咽癌组织中高表达，促进放疗抗性，并通过增强RAD51的翻译来促进DNA损伤修复，揭示了其在抗性形成中的机制。

文章索引

【标题】CircCDYL2 bolsters radiotherapy resistance in nasopharyngeal carcinoma by promoting RAD51 translation initiation for enhanced homologous recombination repair

【发表期刊】Journal of Experimental & Clinical Cancer Research

【发表日期】2024年4月23日

【作者及团队】中南大学向波和熊炜团队

【IF】12.658

研究结果

一. circCDYL2在鼻咽癌中高表达，并且与不良预后相关

作者通过RNA-seq发现circCDYL2在鼻咽癌中高表达，Sanger测序确认其由CDYL2基因的外显子2反向剪接形成，并在细胞核与细胞质中均存在。

与非癌组织相比，鼻咽癌组织中circCDYL2显著升高，且高表达患者的生存率明显低于低表达患者。

此外，放疗抗性患者的circCDYL2表达高于放疗敏感患者，表明其与放疗抗性和不良预后密切相关。

二. circCDYL2通过促进DNA损伤修复，增强了鼻咽癌的放疗抗性

研究表明，circCDYL2通过增强鼻咽癌细胞的DNA损伤修复能力，促进了放疗抗性。过表达circCDYL2增加了放疗后的细胞存活率，而其敲低则提高了对放疗的敏感性。体内外实验均证实，circCDYL2与放疗抗性密切相关。

三. circCDYL2通过促进DNA同源重组修复，增强了鼻咽癌的放疗抗性

circCDYL2通过增强DNA同源重组修复，提升了鼻咽癌的放疗抗性。过表达circCDYL2显著提高了RAD51的定位和表达，增强了HR修复能力，而对非同源末端连接无显著影响。

四. circCDYL2通过增强RAD51的翻译，促进了鼻咽癌中的同源重组修复

进一步解析circCDYL2如何上调RAD51，作者发现circCDYL2对RAD51 mRNA表达和稳定性没有明显影响，也不影响RAD51的泛素介导降解。RNA pulll-down实验显示circCDYL2未与RAD51蛋白直接相互作用。因此，研究团队假设circCDYL2可能通过促进RAD51的翻译来上调RAD51。

通过Polysome profiling多聚核糖体分析实验确认，circCDYL2过表达显著增加了RAD51 mRNA在多聚核糖体上的富集，而circCDYL2敲低则相反。

进一步实验表明，RAD51的过表达能部分抵消circCDYL2敲低对HR修复效率的降低，RAD51敲低则部分逆转了circCDYL2过表达对HR修复效率的提升。

此外，体内实验确认，circCDYL2显著提升了RAD51的表达，并且在临床样本中也观察到circCDYL2与RAD51表达的正相关。

最终，分析结果表明circCDYL2通过增强RAD51的翻译来促进同源重组修复，从而导致放疗抗性，而circCDYL2并不通过调节CDYL2表达来影响RAD51水平或DNA修复。

五. circCDYL2通过招募EIF3D蛋白来促进RAD51的翻译起始

实验发现，circCDYL2与EIF3D蛋白直接相互作用，并且提高了RAD51 mRNA与EIF3D的结合。circCDYL2的过表达增强了RAD51的翻译，而其敲低则降低了RAD51的表达。

此外，circCDYL2通过其特定序列与EIF3D和RAD51 mRNA的结合，调控RAD51的翻译，这表明circCDYL2作为一个支架促进了EIF3D与RAD51 mRNA的相互作用，从而增强RAD51的翻译起始。

总结

本文发现了circCDYL2在鼻咽癌组织中高度表达，并与预后不良相关，发现circCDYL2通过招募EIF3D到RAD51 mRNA的5' UTR，促进RAD51的翻译和同源重组修复，从而增强放射治疗抗药性，揭示了circCDYL2作为潜在治疗靶点和预后标志物的潜力。

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