ABHD11-AS1调控RNA剪接促进肺AI发生

正文

2024年2月，纽约州立石溪大学石溪AI症中心团队在Environ Int.（IF=11.8）上发表“Long noncoding RNA ABHD11-AS1 interacts with SART3 and regulates CD44 RNA alternative splicing to promote lung carcinogenesis”的研究文章。体内外实验显示ABHD11-AS1增加肺AI细胞的干性和成瘤能力。机制研究显示ABHD11-AS1与SART3相互作用，促进USP15核定位，增加PRPF19相互作用，活化CD44 RNA选择性剪接，增强AI细胞干性，从而促进细胞恶性转化和肺AI发生。

图形摘要如下：

Highlights如下：

1）Cr(VI)暴露增加lncRNA ABHD11-AS1的表达。ABHD11-AS1在肺腺AI组织中表达上调。

2）ABHD11-AS1在Cr(VI)诱导的细胞转化和AI发生中起关键作用。ABHD11-AS1在维持人肺AI细胞干性中起着至关重要的作用。

3）机制上，ABHD11-AS1直接与SART3相互作用，促进USP15核定位。核定位USP15与pre-mRNA加工因子19 (PRPF19)相互作用增加CD44 RNA选择性剪接活化β-catenin，增强AI细胞干性，从而促进细胞恶性转化和肺AI发生。

ABHD11-AS1在肺腺AI组织中表达上调，与肺腺AI患者较差的总生存期相关。Cr(VI)暴露增加lncRNA ABHD11-AS1的表达。

功能研究：

ABHD11-AS1敲低降低Cr(VI)诱导的干性、成瘤能力。ABHD11-AS1敲低降低AI细胞干性、成瘤能力。过表达ABHD11-AS1则结果相反。

机制研究：

已知lncRNA功能机制之一是与RNA结合蛋白(RBPs)相互作用，这些RBP在调节lncRNA的生物学功能中发挥着关键作用。接下来，为了确定ABHD11-AS1促进肺AI发生和进展的潜在机制，进行RNA pulldown-Mass实验（图1a）。5个候选分子的RNA pulldown-WB验证结果显示，SART3在实验组和阴性对照组差异比较大（图1b）。SART3敲低降低细胞干性（图1c-d），表明ABHD11-AS1与SART3的相互作用可能在肺AI的发生、发展中起重要作用。

图1 ABHD11-AS1直接与SART3相互作用，敲低SART3可减少细胞的恶性表型（Ref. Fig3）

研究表明，SART3与去泛素酶USP15相互作用并促进其核定位从而调节RNA的选择性剪接。因此，研究ABHD11-AS1-SART3对USP15核定位的影响。实验发现USP15在Cr(VI)转化细胞中的核定位增加（图2a）。SART3敲低降低其核定位和核水平（图2b）。而ABHD11-AS1过表达增加了USP15的核水平（图2c）。表明ABHD11-AS1和SART3之间的相互作用可能在USP15的核吸收中发挥重要作用。

研究报道显示核内定位的USP15通过与剪接因子相互作用和去泛素化剪接因子来调节RNA的选择性剪接过程。Co-IP分析发现，过表达ABHD11-AS1增加USP15与剪接因子PRPF19的相互作用，USP15与CDC5L的相互作用也增加（图2d）。已知PRPF19通过形成PRPF19/CDC5L复合体调节剪接事件。而过表达 ABHD11-AS1-as或敲低SART3降低USP15与PRPF19和CDC5L的互作（图2e-f）。另外，过表达突变型ABHD11-AS1也降低USP15与PRPF19和CDC5L的互作（图2g-h）。结果表明，ABHD11-AS1和SART3相互作用在调节USP15与PRPF19和其他剪接因子的相互作用中发挥重要作用。

图2 ABHD11-AS1和SART3互作促进USP15核定位，ABHD11-AS1和SART3增加USP15与PRPF19的相互作用（Ref. Fig4/5）

为了进一步确定ABHD11-AS1、SART3或USP15对细胞核PRPF19水平的影响。IP实验表明，过表达ABHD11-AS1增加核PRPF19水平(图3a)，而SART3或USP15敲低或过表达ABHD11-AS1反义或SART3结合位点突变体降低核PRPF19水平(图3b-e)。结果表明，ABHD11-AS1、SART3或USP15可改变细胞核PRPF19的构象和活化状态。

为了研究RNA剪接的潜在变化，敲减PRPF19或USP15进行RNA-seq，分析剪切事件。既往研究表明，CD44变异体6 (CD44v6)的表达在AI症干性中发挥重要作用。敲低USP15或PRPF19降低CD44v6水平(图3-g)。沉默USP15或PRPF19可逆转ABHD11-AS1过表达对CD44v6水平的影响(图3f)。表明USP15核定位增加及与PRPF19互作在ABHD11-AS1介导的CD44v6上调中起关键作用。通路检测发现，ABHD11-AS1上调CD44v6可活化Wnt/β-catenin通路，促进AI发生(图3i)。

图3 ABHD11-AS1通过USP15和PRPF19介导CD44v6上调，活化Wnt通路，促AI发生（Ref. Fig6/7/8）

结论：本研究发现ABHD11-AS1表达上调在Cr(VI)暴露诱导的细胞恶性转化和AI发生以及人肺AI细胞干性中发挥重要作用。机制上，ABHD11-AS1直接结合SART3。ABHD11-AS1与SART3的互作促进USP15的核定位。核定位USP15与PRPF19相互作用增加CD44 RNA选择性剪接活化β-catenin，增强AI细胞干性，从而促进细胞恶性转化和肺AI发生。