3个月发文27+？“铁死亡”发文新赛道！中国药科等团队，联合磷酸化+SUMO化修饰上车Mol Cancer！干湿结合YYDS！

各位小伙伴们大家晚上好，你们的小薇师姐准时报道！之前给大家分享过不少机器学习、网络药理学、分子对接等文章，最近看到很多小伙伴来咨询有没有通过常规组学分析发文章的思路呢？当然有！就拿今天想要给大家分享的这篇文章为例吧！

这是一篇由中国药科大学和南京医科大学团队今年9月联合发表在Molecular Cancer上的文章。本文结合了铁死亡、磷酸化、SUMO化修饰的国自然热点，运用转录组和翻译组的组学方法，最后又增加了一些“湿”实验让文章更具创新性，直接让审稿人眼前一亮！

1.本研究利用RNA-seq和Ribo-seq技术确认了在PD-1抑制剂治疗下circRNAs表达发生变化，验证了circPIAS1的存在，同时证明了其能够编码一个由108个氨基酸组成的新型多肽（circPIAS1-108aa）。

2.本研究运用了多种实验技术全面揭示了circPIAS1-108aa在黑色素瘤中的致癌作用，并且评估了其作为治疗靶点的潜力。

3.本研究将circPIAS1-108aa与免疫微环境和铁死亡结合起来，揭示了其在调节黑色素瘤对IFNγ响应和免疫性铁死亡中的关键作用。不仅为黑色素瘤的治疗提供了新的靶点，也为理解肿瘤免疫微环境的调控机制提供了新见解。

（ps：与其在技术上磕磕绊绊，不如在创新上勇往直前！一个好的思路就是一篇文章的灵魂，各位想冲高分但没思路的小伙伴们，不妨来找小薇师姐聊聊。无论你是选题角度，还是思路创新，亦或是数据分析，服务器租赁，这里都有专业团队可以帮你解决呢~）  

题目：环状RNA编码的致癌PIAS1变体通过调节STAT1的SUMO化和磷酸化之间的平衡阻断免疫原性铁死亡

期刊：Molecular Cancer

影响因子：27.7

发表日期：2024年9月

公众号回复“123”领取原文PDF，文献编号：20241108

研究背景

免疫检查点阻断（ICB）疗法目前已被广泛使用，但其临床反应率仍然很低。有研究表明环状非编码RNA (circRNA)在癌症进展中发挥着至关重要的作用，并且可能是限制ICB治疗效果的关键因素。

研究思路

主要结果

1.CircPIAS1在黑色素瘤中高表达并促进癌症进展

研究通过RNA-seq和Ribo-seq技术鉴定发现在PD-1抑制剂单独治疗和联合治疗后circRNAs表达发生变化，并且circPIAS1在联合治疗后显著下调。PCR实验、RNase R耐受性实验和FISH分析发现circPIAS1主要定位于细胞核中。此外，研究通过FISH分析发现黑色素瘤组织中circPIAS1的水平显著高于邻近组织。这些结果为后续研究circPIAS1在黑色素瘤中的作用及其作为潜在治疗靶点提供了基础。

图1 CircPIAS1在黑色素瘤组织中高表达   

2.circPIAS1 的促癌作用依赖于它编码的特定多肽

研究者通过数据库预测和双荧光素酶报告基因实验发现人和小鼠circPIAS1中具有高活性的内部核糖体进入位点（IRES）序列。研究者通过液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）技术在黑色素瘤细胞中成功鉴定了circPIAS1-108aa的多个肽段。此外，研究发现circPIAS1在黑色素瘤细胞增殖中的作用依赖于其所编码的特定108氨基酸多肽，这一点通过qPCR和WB实验在RNA和蛋白水平上得到了验证。这些结果表明了circPIAS1-108aa在黑色素瘤发展中具有重要作用。

图2 CircPIAS1能够编码一个特定的108aa长度的多肽   

图3 circPIAS1对黑色素瘤细胞增殖的促进作用依赖于它所编码的特异性肽

3.CircPIAS1-108aa 通过抑制 STAT1 磷酸化激活 SLC7A11/GPX4 通路，以避免黑色素瘤细胞中的铁死亡

研究发现circPIAS1的敲低或过表达会影响STAT1及其下游SLC7A11/GPX4信号通路的蛋白水平。研究者利用C11-BODIPY 581/591探针对细胞膜上的脂质过氧化损伤进行分析，结果表明circPIAS1-108aa能减少氧化损伤，保护癌细胞。此外，研究者发现circPIAS1-108aa激活SLC7A11/GPX4信号通路，增加谷胱甘肽（GSH）含量，降低丙二醛（MDA）水平。IF染色分析也进一步证明了circPIAS1在肿瘤组织中的高表达，与P-STAT1呈负相关，与GPX4呈正相关。这些结果表明，circPIAS1-108aa通过抑制STAT1的磷酸化促进SLC7A11/GPX4信号通路的活化，抵抗铁死亡。    

图4 CircPIAS1-108aa通过抑制P-STAT1/SLC7A11/GPX4信号通路保护黑色素瘤抵抗铁死亡侵袭

4.CircPIAS1-108aa 通过抑制STAT1磷酸化来限制 IFNγ 诱导的免疫原性铁死亡

研究者将IFNγ与circPIAS1的敲低或过表达相结合，并对信号通路中蛋白水平的变化、GSH和MDA水平的变化，以及C11-BODIPY 581/591探针检测细胞膜上的脂质过氧化损伤进行分析。研究结果表明circPIAS1-108aa的表达变化影响了IFNγ对SLC7A11/GPX4信号通路的抑制作用，从而影响了细胞的铁死亡。CCK8实验也进一步证明了circPIAS1的水平调节对IFNγ诱导细胞毒性的影响，揭示了circPIAS1-108aa在限制黑色素瘤对IFNγ响应中的关键作用。    

图5 CircPIAS1-108aa通过抑制STAT1磷酸化来抵抗IFNγ诱导的免疫原性铁死亡

5.CircPIAS1-108aa 通过促进后者 SUMO 化来阻碍 STAT1 磷酸化

研究发现circPIAS1-108aa能够与Ranbp2特异性结合，二者在细胞核内存在共定位和相互作用。此外，WB实验结果表明circPIAS1过表达和Ranbp2抑制可以恢复P-STAT1到基础水平，而circPIAS1-108aa显著促进了STAT1的SUMOylation并抑制其磷酸化，其中位点Lys703和Glu705对其Y701位点的磷酸化过程有重要影响。这些结果表明circPIAS1-108aa通过增强STAT1的SUMOylation抑制其磷酸化，改变黑色素瘤细胞对IFNγ的反应和铁死亡的敏感性。    

图6 CircPIAS1通过聚集Ranbp2增强STAT1 SUMO化修饰抑制STAT1的磷酸化

6. 抑制 circPIAS1 增强 PD-1 抑制剂的抗黑色素瘤作用

研究通过建立动物模型分析显示，单独使用ASO-circPIAS1或PD-1抑制剂均能减少肿瘤体积，而两者联合使用时肿瘤抑制效果最为显著，P-STAT1水平显著增加，而GPX4水平则降低，表明抑制circPIAS1可以增强IFNγ诱导的免疫性铁死亡。这些结果表明降低circPIAS1水平可以提高PD-1抑制剂的疗效，为改善黑色素瘤的免疫治疗效果提供了新的策略。    

图7 靶向circPIAS1显著增强免疫检查点抑制剂的抗黑色素瘤效果

文章小结

本研究利用转录组和翻译组学技术揭示了黑色素瘤中免疫逃避的一种新机制，该机制通过调节 STAT1 的 SUMO 化和磷酸化之间的平衡，显著阻碍 ICB 治疗引发的免疫原性铁死亡。揭示了 circPIAS1-108aa 作为限制黑色素瘤免疫治疗效果的关键因素，为改善ICB治疗结果提供了一种新策略。多组学结合国自然的文章越来越多啦！本文不仅运用了转录组和翻译组，最后还构建了动物模型加以验证。看完这篇文章的小伙伴们，有没有觉得换个肿瘤疾病你也可以复现呢？如果有兴趣就快来联系小薇师姐吧！方案设计、项目评估、数据分析，专业团队统统帮你搞定！

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