肝细胞肝癌（HCC）早期转移是预后差的主要原因。最新数据显示，HCC是全球癌症相关死亡的主要来源之一。虽然HCC综合治疗模式在不断更新，但转移性HCC患者的预后仍然较差。其中，早期肝内转移，特别是小转移灶，是HCC临床治疗干预过程中的重大挑战，严重危害患者的生命健康。因此，对HCC转移机制的研究已成为研发新药，并进一步完善 HCC治疗效果的关键。
研究表明，肿瘤转移是一个多步骤的过程，其中肿瘤完成细胞骨架的重塑尤为重要。细胞骨架重塑有利于肿瘤细胞与外部环境之间的信息交换，诱导一系列动态和渐进的分子事件，从而促进侵袭性伪足的形成，最终导致肿瘤转移。深入探索细胞骨架重塑在HCC进展过程中的内部机制，对其潜在治疗目标的识别和药物开发具有重要意义。
液-液相分离（LLPS）是近年来肿瘤领域的研究热点。在特定的时间和空间下，细胞内功能分子(核酸和蛋白质)通过LLPS聚集形成“无膜细胞器”、“蛋白质凝聚体”，从而对各种信号通道进行精细调控。异常调节LLPS已成为进一步分析肿瘤发生和进展的新方向。与此同时，非编码RNA（ncRNA）最近被证实可能会介导肿瘤中LLPS的发生。其中，环状RNA（circRNA）作为一种广泛存在的功能性单链闭环RNA，已被证明在各种恶性肿瘤中起着重要的调节作用，其与LLPS的关系仍有待探索。深入阐述了CircRNA作为一种新型LLPS调节元素在肿瘤转移中的作用机制，将为恶性肿瘤的诊断和治疗带来重要的理论基础，拓宽该领域的研究思路。
2023年7月17日，浙江大学医学院附属邵逸夫医院蔡秀军/史亮团队在PNAS杂志上（Direct Submission）在线发表研究论文。该研究发现核circRNA ASH2通过介导核YBX1发生LLPS，靶向调节细胞骨架重要稳定蛋白-原肌球蛋白4 (TPM4) mRNA/pre-MRNA剪接过程，诱导MRNA无意义介导的降解（NMD），为了抑制HCC的侵袭和转移，最终改变肿瘤细胞的骨架结构。这项研究拓宽了NCRNA与RNA结合的蛋白质（RBP）在细胞核中相互作用的研究认知揭示了一种新的精细控制机制，介导了人乳头瘤病毒的进展，为人乳头瘤病毒相关药物的开发和人乳头瘤病毒的临床治疗提供了潜在的靶点和理论基础。
circash2以相分离依赖的方式调节TPM4转录本-YBX1功能复合组装
首先，研究人员对两组高/低转移人HCC组织样本进行了CircRNA芯片高通量测序。结合HCC相关CircRNA公共数据库，确定了一种新型的抑癌核心CircRNA-CircASH2，并确定其异常低表达显著与HCC的不良预后有关。此外，研究人员确定HCC中表达异常高的DHX9是CircASH2表达丢失的主要原因。随后，研究人员利用各种HCC转移动物模型(模拟肝内/肝外转移)，证实CIRCASH2能显著抑制肿瘤转移，尤其是HCC早期肝内转移，从而延长荷瘤小鼠的生存时间。在体外实验中，circash2显著干扰了基质胶(ECM类似物)中HCC器官的侵袭。此外，研究人员意外发现，HCC细胞的骨架状态受到CircASH2的调节，肿瘤细胞的粘附能力也发生了变化。
为了探索circaSH2重塑细胞骨架的内在机制，研究人员结合多组学技术分析，如高通量转录组/蛋白组，确定TPM4是circaSH2下游的主要效应分子。在机制上，circash2作为一种核circrna，一方面可以靶向结合TPM4转录本的3‘UTR区域(主要)和CDS区域，另一方面可以结合核YBX1的冷激结构区域。（CSD），招募hnrnps、剪切复合成分，如SRSFS，从而完成TPM4转录本-circRNA-剪切复合体超大分子功能体的组装，最后，通过调节TPM4转录本的剪接过程，诱导其通过NMD降解。
值得注意的是，研究人员在实验中观察到YBX1形成了明显的蛋白质凝聚点，并与Circash2和TPM4转录本有明显的共同定位，这引起了他们的高度兴趣，然后研究人员开始进一步探索LPS是否伴随LLPS。通过一系列体内外实验，研究人员证实YBX1可以在特定条件下发生LLPS，C端结构域结构高度无序（CTD）是LLPS发生的关键。而circash2可以作为“分子胶”来促进YBX1LLPS的发生。更重要的是，circash2突变(不能与YBX1结合)或YBX1短体(缺乏CTD)可以阻断circash2/YBX1/TPM4信号轴的传输，提示circrna-YBX1发生LLPS是circash2发挥功能的先决条件。
通过诱导YBX1相分离重塑肿瘤细胞骨架，抑制肝癌转移模式图
综上所述，本研究揭示了细胞核circRNA介导YBX1LLPS肿瘤转移调节的新机制，为深入探索circRNA参与细胞信号转移和肿瘤进度调节提供了理论依据。随着circRNA人工合成和RNA纳米脂质体输送技术的日益成熟，circash2是抑制肿瘤转移的潜在核酸药物候选人，为转移性HCC的临床治疗提供了新的思路。
浙江大学医学院附属邵逸夫医院普外科博士、博士生沈浩是论文的共同第一作者，蔡秀军教授、史亮特聘副研究员为本文的通讯作者。研究工作也得到了单革教授团队的帮助和支持。
