胃癌（GC）是最常见的癌症之一，也是癌症死亡相关的四大原因之一。由于缺乏早期发现，大多数GC患者被诊断为晚期，预后仍不理想。在过去的几十年里，虽然大家已经做出了巨大的努力来改善胃癌的诊断和治疗，但胃癌的发病率和死亡率仍然很高。尽管circRNAs的功能尚未完全了解，但最近的研究发现，circRNAs通过调节表观遗传修饰、基因转录、选择性剪接、RNA稳定性和蛋白质翻译参与许多生理和病理过程。而越来越多的证据表明，circRNAs是胃癌进展的重要调节因子，其进一步研究将为胃癌的发病机制提供新的认识，为胃癌的诊断和治疗提供新的靶点。
近日，张徐教授和徐文荣教授（江苏大学医学院）共同通讯，在Mol Cancer（IF 27.401）发表题为CircDIDO1 inhibits gastric cancer progression by encoding a novel DIDO1-529aa protein and regulating PRDX2 protein stability的文章。在本项研究中，作者通过GEO数据库筛选出在胃癌中异常表达的hsa_circ_0061137（也称CircDIDO1）。如图1所示，该基因是由人类DIDO1(death-inducer obliterator 1)基因转录，通过编码一种新的DIDO1-529aa蛋白来抑制PARP1活性；另外，circDIDO1通过特异性结合PRDX2蛋白，促进RBX1介导的PRDX2泛素化和降解，导致下游信号通路失活，而发挥肿瘤抑制功能。
作者通过FISH定位显示，circDIDO1分布在胃癌细胞的细胞核和细胞质中。经qRT-PCR检测发现，该基因在胃癌细胞中低表达，且circDIDO1表达水平与肿瘤大小和远处转移呈负相关；与正常组织相比，胃癌患者肿瘤组织中的circDIDO1表达效率显著下调，导致胃癌患者的不良临床结果；circDIDO1表达水平低的胃癌患者比circDIDO1水平高的胃癌患者存活时间明显更短。以上结果说明circDIDO1在胃癌细胞中低表达，其下调预示着预后不良。这表明circDIDO1可能被用作胃癌的潜在预后标记。
作者通过细胞克隆实验、Transwell实验、matrigel侵袭和凋亡实验发现，circDIDO1过表达显著抑制胃癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力，同时促进胃癌细胞的凋亡。通过体内实验建立小鼠异种移植肿瘤模型、腹腔转移模型，经形态学分析发现，circDIDO1的过度表达可以抑制小鼠模型中肿瘤的增大和转移。随后经过组织学分析发现，过表达circDIDO1可以抑制肿瘤细胞的增殖，促进其凋亡。
图1 Hsa_circ_0061137基因信息
在机制方面，circDIDO1通过双重机制发挥其肿瘤抑制活性。首先，通过生物信息学分析发现，circDIDO1具有核糖体进入位点(IRES)、开放阅读框(ORF)和m6A修饰位点，预测该基因具有编码蛋白质的潜力。经IP实验进一步证实circDIDO1编码DIDO1-529aa蛋白，用抗Flag抗体进行Co-IP分析显示,该蛋白与胃癌细胞中PARP1蛋白的1-372aa和525-1014aa结构域相互作用，抑制PARP1的活性，进而抑制胃癌细胞DNA的损伤修复，导致胃癌细胞凋亡。其次，作者进行了TRAP和Western blot的验证实验，发现CircDIDO1与PRDX2蛋白特异性结合，PRDX2和RBX1蛋白相互作用，经RNA测序以及对基因表达谱进行了聚类和通路分析发现，circDIDO1促进PRDX2的降解，最终导致下游信号通路失活，互作机制如下图2所示。详细内容请查看原文。
图2 circDIDO1与PARP1、PRDX2的互作机制