原创： 纪照辉 上海生命基因

Circular RNAs of the nucleophosmin (NPM1) gene in acute myeloid leukemia

急髓性白血病中核磷蛋白（NPM1）基因的环状RNA

期刊：Haematologica. ；影响因子：9.090

发表单位：德国乌尔姆大学医院

导 读

circRNA研究能发到7，8分以上的期刊。如果不做机制研究，除了综述，恐怕是很难的，本研究仅通过RNAseq，PCR实验对白血病中NPM1的环状RNA hsa_circ_0075001进行了表征。

摘 要

在这项研究中，我们检测NPM1的环状RNA，并在NPM1野生型和突变的急髓性白血病（AML）中定量circRNA hsa_circ_0075001。hsa_circ_0075001表达与NPM1总表达呈正相关，但与NPM1突变状态无关。高和低hsa_circ_0075001表达组展示了不同基因表达模式，例如在hsa_circ_0075001高表达情况下Toll样受体信号传导通路基因表达较低。

研究背景

AML是最常见的急性白血病，尽管最近在了解白血病生物学方面取得了进展，但许多患者复发并最终死于该疾病。虽然AML是一种遗传异质性疾病，但很明显基因组水平变化也会导致AML发病机制。

结 果

1、 白血病和健康细胞中NPM1环状转录本

由于反向互补内含子序列，例如反向Alu重复，被认为是成环所需要的，我们使用NCBI BLAST研究了NPM1基因的内含子中这种序列的存在，在29种NPM1转录本变体中，13个发现反向互补序列。我们在两个NPM1 wt白血病细胞系ME-1和KASUMI-1中使用不同引物进行PCR，并且一个样品来自健康志愿者。通过Sanger测序验证证实了NPM1的特异性，非常规外显子顺序和circRNA的反向序列。在KASUMI-1细胞系中检测到的先前未知的circNPM1转录本。接下来，为了特异性检测单个circNPM1转录物，设计了反向剪切序列特异性PCR引物，并扩展了细胞系的筛选。总之，我们分析了六种AML细胞系，3个健康志愿者的外周血单核细胞，能够特异性扩增15个circNPM1转录本。与白血病细胞系相比，部分转录本在健康志愿者中表现出较低的表达，例如hsa_circ_0075001，_0074998。

2、 hsa_circ_0075001与不同的基因表达模式相关

由于circNPM1 75001在AML细胞系中表现出高度差异的表达模式，选择其进行定量筛选，与总NPM1的表达正相关。然后将患者分为低和高circNPM1 75001表达群组。单因素方差分析证实高hsa_circ_0075001表达组之间基因表达的显著差异，并且基因表达通路分析显示出显著差异。hsa_circ_0075001高表达的患者Toll样受体（TLR）信号传导通路显著下调。共有94个基因在该通路中受到干扰，该通路的主要失调成分是几个TLR基因，以及CD14等共受体水平和MYD88等下游衔接蛋白。此外，185个基因差异表达，其表达在具有高hsa_circ_0075001表达的患者中降低，是miR-181的已知靶基因，例如TLR4。

3 、AML环状RNA组的无偏评估

我们对10名AML患者（5mut+5 wt）进行了核糖体RNA去除的RNA-Seq，以及10个FACS分选的健康对照样本，我们在17,755个显著表达的基因中检测到了31.7％的circRNA和在10,794个高表达基因检测到47.9％的circRNA。根据我们先前对NPM1的发现，我们再次观察到白血病和健康对照细胞中具有更高亲本基因表达的基因中更高的circRNA表达趋势。尽管基因表达水平较高，但仍存在仅产生很少或没有circRNA转录物的基因，而具有较低亲本基因表达的其他基因表现出相对较高的circRNA表达。

4、 AML患者和健康对照在circRNA特征上不同

我们对circRNA的RNA-Seq数据进行PCA比较AML与健康对照样本，同时对比NPM1mut和NPM1wt患者和更成熟的成髓细胞和早幼粒细胞的健康骨髓细胞样本，以及更多未成熟的骨髓细胞和中性粒细胞。分析显示circRNA特征与髓样分化相关并且在白血病细胞中是不同的。在AML中具有较高circRNA表达的14个基因中，最显著失调的circRNA由遗传抑制元件1（GSE1）和FLT3（fms相关的酪氨酸激酶3）产生。基因FLT3 circRNA reads主要来源于三种不同的转录本：两个已经注释的转录本（hsa_circ_0100163，hsa_circ_0100164）和一个在FLT3的外显子19和16之间具有反向序列的新转录本。健康样品中总circFLT3表达与亲本基因表达的相关性高，而在AML样品中未观察到。

讨 论

circRNAs比其线性mRNA对应物更稳定，因此可作为AML分类和危险分层的潜在生物标志物。将来，还需要进一步的研究：进一步确定健康组织和恶性组织中circRNA候选物的生物学功能；确定AML中circRNA特征的预后和预测影响。