口腔鳞状细胞癌放射敏感性调控新机制：circATRNL1通过miR-23a-3p/PTEN轴增强放疗效果的研究报告

一、研究团队与发表信息
本研究由中山大学光华口腔医学院的Guanhui Chen、Yiming Li、Yi He等共同完成，通讯作者为Wei Zhao和Dongsheng Yu，成果发表于《Molecular Therapy: Nucleic Acids》2020年3月刊。论文标题为“Upregulation of Circular RNA circATRNL1 to Sensitize Oral Squamous Cell Carcinoma to Irradiation”，通过高通量RNA测序和功能实验揭示了circATRNL1在口腔鳞癌（OSCC）放射增敏中的关键作用。

二、学术背景与研究目标
口腔鳞癌是头颈部常见恶性肿瘤，放疗是其主要治疗手段，但肿瘤放射抵抗性导致疗效不佳。环状RNA（circRNA）作为非编码RNA家族成员，可通过竞争性结合miRNA调控基因表达，但其在OSCC放射敏感性中的作用尚未明确。本研究旨在探索circRNA在OSCC放疗抵抗中的机制，并寻找潜在治疗靶点。

研究团队通过前期RNA测序发现，circATRNL1在OSCC组织中显著下调，且与肿瘤进展相关。基于此，研究提出假设：circATRNL1可能通过ceRNA（竞争性内源RNA）机制调控下游信号通路，从而影响OSCC放射敏感性。

三、研究流程与方法
1. circRNA表达谱分析
- 样本：3对OSCC组织与癌旁正常组织（ANCT）进行高通量RNA测序，筛选差异表达circRNA（fold change>2.0，p<0.05），发现474个差异circRNA（267个上调，207个下调）。
- 验证：通过qPCR在48例患者中验证circATRNL1表达，并分析其与临床病理特征（分化程度、淋巴结转移、临床分期）的关联。

1. circATRNL1功能验证

   • 结构确认：Sanger测序验证circATRNL1的环状结构；RNase R消化实验证实其稳定性；荧光原位杂交（FISH）显示其定位于细胞质。
     
   • 体外实验：在HSC3和SCC25细胞系中构建circATRNL1过表达模型（LV-circATRNL1），通过克隆形成实验、MTT法、流式细胞术检测放射敏感性。结果显示，circATRNL1过表达显著抑制细胞增殖、促进凋亡及G2期阻滞（p<0.05）。
     

2. 机制解析

   • miRNA筛选：通过TargetScan和miRanda预测circATRNL1结合的miRNA，结合RIP（RNA免疫沉淀）和双荧光素酶报告实验证实circATRNL1直接结合miR-23a-3p。
     
   • 下游靶基因：生物信息学预测及实验验证发现，PTEN是miR-23a-3p的直接靶标。Western blot显示circATRNL1过表达上调PTEN蛋白水平，抑制AKT磷酸化。
     

3. 功能挽救实验

   • 在circATRNL1过表达细胞中转入miR-23a-3p模拟物或si-PTEN，发现miR-23a-3p可逆转circATRNL1的放射增敏效应，而PTEN敲低则削弱此作用（p<0.01）。
     

四、主要结果与逻辑链条
1. 表达特征：circATRNL1在OSCC中低表达且与不良预后相关（ROC曲线AUC=0.711）。
2. 功能结果：circATRNL1过表达使OSCC细胞放射敏感性增强，表现为克隆形成率下降（4 Gy照射后减少40%）、凋亡率升高（增加2.5倍）。
3. 机制证据：
- circATRNL1作为miR-23a-3p的“海绵”，解除其对PTEN的抑制，激活PTEN/AKT通路。
- 临床样本中circATRNL1与miR-23a-3p呈负相关（r=-0.68，p<0.001），与PTEN表达正相关。

五、研究结论与价值
本研究首次阐明circATRNL1/miR-23a-3p/PTEN轴在OSCC放射敏感性中的调控作用：
- 科学价值：揭示了circRNA通过ceRNA机制影响DNA损伤应答的新途径，为肿瘤放射抵抗研究提供新视角。
- 应用价值：circATRNL1可作为OSCC放疗增敏的潜在靶点，其表达水平或成为预测放疗疗效的生物标志物。

六、研究亮点
1. 创新性发现：首次报道circATRNL1在OSCC中的放射增敏功能，并解析其ceRNA机制。
2. 方法学优势：结合高通量测序、FISH共定位、RIP等多技术验证RNA相互作用。
3. 转化意义：为克服OSCC放疗抵抗提供了新的治疗策略（如circATRNL1激动剂或miR-23a-3p抑制剂）。

七、其他重要内容
研究还发现，circATRNL1的表达受辐射调控（照射后进一步下调），提示其可能参与辐射应激反应。此外，PTEN/AKT通路的调控为其他癌症的放射敏感性研究提供了借鉴。