中国科学技术大学等团队研究发现circPRKAA1通过与Ku蛋白相互作用调控脂肪酸代谢,其机制如下:
1.circPRKAA1在HCC中高表达:与癌旁正常组织相比,circPRKAA1在肝细胞癌中的表达更高。此外,circPRKAA1在某些HCC来源的肿瘤系(如Hep3B、PLC/PRF/5和HepG2)中表达升高,而在其他肿瘤系(如Huh7、HCCLM3、SK-Hep-1和SMMC-7721)中的表达水平与正常细胞系相似,表明HCC细胞系的一个子集显示出circPRKAA1表达升高。
2.circPRKAA1促进HCC中的脂质积累:circPRKAA1沉默和过表达时分别降低和增加细胞中游离脂肪酸(FFAs)和甘油三酯(TG)的含量,但不影响总胆固醇(TC)水平。circPRKAA1沉默后,多种脂肪酸水平显著降低,同时SREBP-1、ACC1、ACLY、SCD1和FASN蛋白的表达水平也显著降低,而circPRKAA1过表达则增加了它们的表达。这表明circPRKAA1增强了HCC细胞中脂肪酸的从头合成和脂质积累。
3.circPRKAA1直接与Ku80和Ku70结合:Ku80/Ku70、mSREBP-1和circPRKAA1之间形成了四聚体复合物,且circPRKAA1在细胞核中与Ku80、Ku70和mSREBP-1相互作用。通过体外重建相互作用实验发现circPRKAA1直接与Ku80和Ku70相互作用,而不是直接与mSREBP-1结合。完整的circPRKAA1/Ku80/Ku70复合物先激活mSREBP-1并随后促进脂肪酸从头合成。
4.circPRKAA1通过与Ku蛋白相互作用促进mSREBP-1的稳定性和转录活性:circPRKAA1的沉默对Ku80或Ku70蛋白水平没有影响,且并不影响Ku80和Ku70之间的结合,但Ku80或Ku70与mSREBP-1之间的相互作用减少。circPRKAA1/Ku80/Ku70/mSREBP-1配合物通过阻止其蛋白酶体降解从根本上维持mSREBP-1的稳定性。circPRKAA1通过与Ku80/Ku70的结合,起到促进mSREBP-1稳定的作用,并建立RNA-DNA三联体,将复合物锚定在SREBP-1基因靶标的启动子区域。
5.circPRKAA1生物发生是SRSF1依赖性剪接对AMPK活性状态的响应:抑制AMPK会增加circPRKAA1水平,表明低细胞AMPK活性是产生circPRKAA1的生理触发因素。此外,也证实了低AMPK活性状态以SRSF1依赖性方式诱导circPRKAA1表达的结论。p-AMPK浓度和circPRKAA1表达之间呈负相关,为人类肿瘤组织中存在AMPK-SRSF1-circPRKAA1调节轴提供了支持证据,并建立工作模型将AMPK活性、circPRKAA1生成和从头脂肪生成联系起来。