Heliyon | Polysome profiling应用：CircZMYM2通过调控翻译在骨肉瘤中发挥关键作用

导读

骨肉瘤（OS）是一种源自间充质细胞的恶性骨肿瘤，主要影响儿童和年轻人，约75%的病例会扩散，复发和转移患者的生存率降至20%。因此，亟需特异性的诊断和预后标志物，以及对致癌机制的深入研究。

环状RNA（circRNA）是一类通过前体mRNA反向剪接形成的非编码RNA，具有调控基因表达、与RNA结合蛋白相互作用等功能。其结构稳定，适合作为诊断和治疗靶点，但其在骨肉瘤中的作用尚不明确。

2024年9月9日，山西医科大学第二医院骨科李立志团队在Heliyon上发表了一篇题为“CircZMYM2 plays a pivotal role in osteosarcoma by regulating the translation of NACA and ARPC1B”的论文，发现FXR1介导的NACA和ARPC1B表达的翻译上调，抑制了骨肉瘤细胞的恶性进展，阐明了circZMYM2的分子作用和生物遗传机制，为骨肉瘤患者提供新的诊断和治疗靶点。

文章索引

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研究结果

一. hsa_circ_0029634 (circZMYM2) 在骨肉瘤中的鉴定与特性研究

作者通过重新分析GEO数据集，发现hsa_circ_0029634（circZMYM2）在骨肉瘤（OS）组织中显著高表达。RT-PCR和引物实验证实了circZMYM2的环状特性，并显示其没有poly(A)尾。

此外，circZMYM2的半衰期较长，主要位于细胞质中。整体结果表明，circZMYM2在OS细胞中高表达且稳定，具有潜在的研究和应用价值。

二. circZMYM2的形成在骨肉瘤细胞中由NCBP2调控

研究发现，NCBP2通过结合ZMYM2前体mRNA的内含子区域，调控了骨肉瘤细胞中circZMYM2的生成。

实验表明，沉默NCBP2显著降低circZMYM2的表达，而不影响线性ZMYM2的表达，且两者在OS组织中的表达呈正相关。

三. circZMYM2的敲低抑制了骨肉瘤细胞的恶性进展

作者通过慢病毒shRNA敲低了U-2OS和143 B细胞中的circZMYM2，结果表明其特异性降低了circZMYM2表达，而不影响ZMYM2。

敲低后，细胞生长、Cyclin D1、CDK4和BCL2蛋白水平显著降低，迁移和侵袭能力也受到抑制。体内实验显示sh-circZMYM2组肿瘤体积和重量显著低于对照组，表明circZMYM2敲低抑制了骨肉瘤细胞的增殖和转移。

四. CircZMYM2在骨肉瘤细胞中作为FXR1的有效分子海绵

作者接下来研究了circZMYM2作为RNA结合蛋白（RBP）海绵的功能。RNA pull-down实验和质谱分析发现，circZMYM2显著富集了2287种结合蛋白，FXR1和IGF2BP1可能与之结合。Western实验确认circZMYM2与FXR1的相互作用。

OS组织中，NACA和ARPC1B的蛋白水平显著下调，但mRNA水平未变。smFISH+IF实验表明，circZMYM2敲低后，FXR1与NACA或ARPC1B mRNA的共定位增加，表明circZMYM2倾向于与FXR1结合。

五. CircZMYM2通过与FXR1结合调控NACA和ARPC1B的翻译

为了确认FXR1对NACA和ARPC1B的调控，作者发现FXR1敲低显著降低NACA和ARPC1B的蛋白水平，但mRNA水平不变。

同时，他们利用Polysome profiling多聚核糖体分析实验，显示circZMYM2敲低后，NACA和ARPC1B的蛋白水平上升，翻译效率提高。

FXR1特异性结合circZMYM2的AAUGACAA序列，转染实验显示FXR1过表达提高了野生型构建体的Renilla荧光素酶活性。综上，circZMYM2通过与FXR1竞争结合调控NACA和ARPC1B的翻译，促进骨肉瘤进展。

总结

本研究发现环ZMYM2（hsa_circ_0029634）在OS组织中高表达，并由核帽结合蛋白亚基2调控其生成。敲低circZMYM2抑制OS细胞的生长和转移，同时抑制肿瘤生长。其机制为circZMYM2通过竞争性结合FXR1调控NACA和ARPC1B的翻译，可能成为OS的重要诊断和治疗生物标志物。

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