该课题组发现circPRKAA1/Ku蛋白/mSREBP-1四聚体在调控脂肪酸从头合成方面发挥着双重功能,最后,这部分工作已经发表在CellMetaboli1上,发现circPRKAA1在肝癌细胞中高表达并且可以促进肝癌细胞内的中性脂肪酸的积累,该课题组的这项研究证明circPRKAA1是AMPK调控脂肪酸代谢重编程的一个不可或缺的重要元素,肿瘤细胞通过上调脂肪酸摄取、脂肪酸从头合成相关的基因的表达。
首先,且circPRKAA1的敲低并不影响Ku80和Ku70之间的结合,储存的脂肪酸也可以通过氧化成为乙酰辅酶A,产生能量货币ATP以应对能量匮乏,在肝癌组织切片中也得到了验证,进而导致circPRKAA1表达的降低,有趣的是,脂代谢的重编程是肿瘤细胞的重要特征之一,当细胞面临能量匮乏等压力时,课题组成员进一步研究circACC1发现其可以调控AMPK全酶的组装和激活,满足肿瘤细胞快速增殖对磷脂、糖脂以及胆固醇等脂类的需求,中国科学技术大学生命科学与医学部的双聘博士后李启东和临床医学专业的姚寒晖博士是论文的共同第一作者,图片该研究组先前的研究筛选出两条环状RNA可能参与脂肪酸代谢的调控:circACC1和circPRKAA1,课题组成员接着对circPRKAA1展开研究,它在肿瘤代谢重编程中所扮演的角色尤其是脂代谢重编程的作用还不是很清楚,该课题组发现低表达p-AMPK的肝癌组织通常与circPRKAA1的表达上调有相关性,提示circPRKAA1未来有望成为有效的肿瘤治疗靶标。
综上,circPRKAA1促进了Ku80/Ku70与mSREBP-1的关联,circPRKAA1与Ku80/Ku70异质二聚体和成熟的固醇调控元件结合蛋白-1(mSREBP-1)形成四聚体复合物,此外,该课题组还发现AMPK的激活可以磷酸化修饰SRSF1的133位丝氨酸,在肝癌细胞中过表达circPRKAA1可以促进细胞的生长和克隆形成能力,称之为代谢重编程,环状RNA作为真核细胞中存在一种特殊的非编码RNA,上调了它们的转录水平,图片WorkingModel论文的通讯作者为中国科学技术大学刘连新教授和吴缅教授以及安徽医科大学朱友明副教授,具有重要的理论和临床意义,中国科学技术大学刘连新教授和吴缅教授团队以及安徽医科大学朱友明副教授团队合作在CellReports在线发表了题为“CircPRKAA1activatesaKu80/Ku70/SREBP-1axisdrivingdenovofattyacidsynthesisincancercells”的研究论文,2022年11月22日,原文链接:https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(22)01581-9#sectitle0035参考文献1.Li,Q.,Wang,Y.,Wu,S.,Zhou,Z.,Ding,X.,Shi,R.,Thorne,R.F.,Zhang,X.D.,Hu,W.,andWu,M.(2019).CircACC1regulatesassemblyandactivationofAMPKcomplexundermetabolicstress.Cellmetaboli30,157-173.e157.,发现AMPKα1亚基编码的环状RNA——circPRKAA1在维持肝癌细胞脂代谢稳态中发挥着重要的作用,癌细胞为了支持其生物量的快速积累表现出一系列特殊的代谢适应性改变,SRSF1-S133被磷酸化修饰后会抑制其结合pre-PRKAA1的能力,circPRKAA1选择性地结合并招募mSREBP-1到ACC1、ACLY、SCD1和FASN基因的启动子上,从而抑制脂肪酸在细胞中的累积,进而促进糖酵解和脂肪酸的β氧化。
而敲低circPRKAA1则抑制细胞的生长潜力,从而使得肿瘤细胞得以储存足够的脂类作为能量和物质储备,在机制上,增强了mSREBP-1的稳定性;其次,刘连新/吴缅/朱友明等发现环状RNA调控脂肪酸代谢的新机制,再进入三羧酸循环和电子传递链,circPRKAA1直接结合Ku80和Ku70而不直接结合mSREBP-1,增加了脂肪酸的从头合成。