Spliceosomal profiling identifies EIF4A3 as a novel oncogene in hepatocellular carcinoma acting through the modulation of FGFR4 splicing

Abstract

Introduction: Altered splicing landscape is an emerging cancer hallmark; however, the dysregulation and implication of the cellularmachinery controlling this process (spliceosome components and splicing factors) in hepatocellular carcinoma (HCC) is poorly known. This study aimed to comprehensively characterize the spliceosomal profile and explore its role in HCC. Methods: Expression levels of 70 selected spliceosome components and splicing factors and clinical implications were evaluated in two retrospective and six in silico HCC cohorts. Functional, molecular and mechanistic studies were implemented in three cell lines (HepG2, Hep3B and SNU-387) and preclinical Hep3B-induced xenograft tumours. Results: Spliceosomal dysregulations were consistently found in retrospective and in silico cohorts. EIF4A3, RBM3, ESRP2 and SRPK1 were the most dysregulated spliceosome elements in HCC. EIF4A3 expression was associated with decreased survival and greater recurrence. Plasma EIF4A3 levels were significantly elevated in HCC patients. In vitro EIF4A3-silencing (or pharmacological inhibition) resulted in reduced aggressiveness, and hindered xenograft-tumours growth in vivo, whereas EIF4A3 overexpression increased tumour aggressiveness. EIF4A3-silencing altered the expression and splicing of key HCC-related genes, specially FGFR4. EIF4A3-silencing blocked the cellular response to the natural ligand of FGFR4, FGF19. Functional consequences of EIF4A3-silencing were mediated by FGFR4 splicing as the restoration of non-spliced FGFR4 fulllength version blunted these effects, and FGFR4 inhibition did not exert further effects in EIF4A3-silenced cells. Conclusions: Splicing machinery is strongly dysregulated in HCC, providing a source of new diagnostic, prognostic and therapeutic options in HCC. EIF4A3 is consistently elevated inHCCpatients and associated with tumour aggressiveness and mortality, through the modulation of FGFR4 splicing.

Puesto que la maquinaria celular que controla el proceso de splicing (componentes del spliceosoma y factores de splicing) está alterado en el carcinoma hepatocelular (CHC), el objetivo de este estudio fue caracterizar exhaustivamente el perfil de desregulación de esta maquinaria celular y explorar su papel en el CHC. Así, se evaluaron los niveles de expresión de 70 componentes del spliceosoma y factores de splicing seleccionados, así como sus implicaciones clínicas, en dos cohortes retrospectivas y seis cohortes in silico de CHC. Se llevaron a cabo estudios funcionales, moleculares y mecanísticos en tres líneas celulares (HepG2, Hep3B y SNU-387) y en tumores xenoinjertados preclínicos inducidos por Hep3B. Los resultados de este estudio demuestran que existen desregulaciones consistentes en las diferentes cohortes de pacientes. EIF4A3, RBM3, ESRP2 y SRPK1 fueron los elementos del spliceosoma más desregulados en el CHC. La expresión de EIF4A3 se asoció con una menor supervivencia y una mayor recurrencia. Los niveles plasmáticos de EIF4A3 eran significativamente elevados en pacientes con CHC. El silenciamiento in vitro de EIF4A3 (o su inhibición farmacológica) redujo la agresividad e impidió el crecimiento de xenoinjertos tumorales in vivo, mientras que la sobreexpresión de EIF4A3 aumentó la agresividad tumoral. El silenciamiento de EIF4A3 alteró la expresión y el splicing de genes clave relacionados con el CHC, especialmente FGFR4. El silenciamiento de EIF4A3 bloqueó la respuesta celular al ligando natural de FGFR4, FGF19. Las consecuencias funcionales del silenciamiento de EIF4A3 estaban mediadas por el splicing de FGFR4, ya que el restablecimiento de la versión completa no procesada de FGFR4 atenuaba estos efectos, y la inhibición de FGFR4 no ejercía efectos adicionales en las células silenciadas por EIF4A3.