The oncofetal mRNA-binding protein IGF2BP1 and the transcriptional regulator SRF modulate gene expression in cancer. In cancer cells, we demonstrate that IGF2BP1 promotes the expression of SRF in a conserved and N6-methyladenosine (m6A)-dependent manner by impairing the miRNA-directed decay of the SRF mRNA. This results in enhanced SRF-dependent transcriptional activity and promotes tumor cell growth and invasion. At the post-transcriptional level, IGF2BP1 sustains the expression of various SRF-target genes. The majority of these SRF/IGF2BP1-enhanced genes, including PDLIM7 and FOXK1, show conserved upregulation with SRF and IGF2BP1 synthesis in cancer. PDLIM7 and FOXK1 promote tumor cell growth and were reported to enhance cell invasion. Consistently, 35 SRF/IGF2BP1-dependent genes showing conserved association with SRF and IGF2BP1 expression indicate a poor overall survival probability in ovarian, liver and lung cancer. In conclusion, these findings identify the SRF/IGF2BP1-, miRNome- and m6A-dependent control of gene expression as a conserved oncogenic driver network in cancer.

Abstract The IGF2 mRNA-binding protein 1 (IGF2BP1) is a non-catalytic post-transcriptional enhancer of tumor growth upregulated and associated with adverse prognosis in solid cancers. However, conserved effector pathway(s) and the feasibility of targeting IGF2BP1 in cancer remained elusive. We reveal that IGF2BP1 is a post-transcriptional enhancer of the E2F-driven hallmark in solid cancers. IGF2BP1 promotes G1/S cell cycle transition by stabilizing mRNAs encoding positive regulators of this checkpoint like E2F1. This IGF2BP1-driven shortening of the G1 cell cycle phase relies on 3′UTR-, miRNA- and m6A-dependent regulation and suggests enhancement of cell cycle progression by m6A-modifications across cancers. In addition to E2F transcription factors, IGF2BP1 also stabilizes E2F-driven transcripts directly indicating post-transcriptional ‘super’-enhancer role of the protein in E2F-driven gene expression in cancer. The small molecule BTYNB disrupts this enhancer function by impairing IGF2BP1-RNA association. Consistently, BTYNB interferes with E2F-driven gene expression and tumor growth in experimental mouse tumor models.

Abstract Naturally occurring circular RNAs efficiently impair miRNA functions. Synthetic circular RNAs may thus serve as potent agents for miRNA inhibition. Their therapeutic effect critically relies on (i) the identification of optimal miRNA targets, (ii) the optimization of decoy structures and (iii) the development of efficient formulations for their use as drugs. In this study, we extensively explored the functional relevance of miR-21-5p in cancer cells. Analyses of cancer transcriptomes reveal that miR-21-5p is the by far most abundant miRNA in human cancers. Deletion of the MIR21 locus in cancer-derived cells identifies several direct and indirect miR-21-5p targets, including major tumor suppressors with prognostic value across cancers. To impair miR-21-5p activities, we evaluate synthetic, circular RNA decoys containing four repetitive binding elements. In cancer cells, these decoys efficiently elevate tumor suppressor expression and impair tumor cell vitality. For their in vivo delivery, we for the first time evaluate the formulation of decoys in polyethylenimine (PEI)-based nanoparticles. We demonstrate that PEI/decoy nanoparticles lead to a significant inhibition of tumor growth in a lung adenocarcinoma xenograft mouse model via the upregulation of tumor suppressor expression. These findings introduce nanoparticle-delivered circular miRNA decoys as a powerful potential therapeutic strategy in cancer treatment.

Abstract Epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) is a hallmark of aggressive, mesenchymal-like high-grade serous ovarian carcinoma (HG-SOC). The SRC kinase is a key driver of cancer-associated EMT promoting adherens junction (AJ) disassembly by phosphorylation-driven internalization and degradation of AJ proteins. Here we show, that the IGF2 mRNA binding protein 1 (IGF2BP1) is up-regulated in mesenchymal-like HG-SOC and promotes SRC activation by a previously unknown protein-ligand-induced, but RNA-independent mechanism. IGF2BP1-driven invasive growth of ovarian cancer cells essentially relies on the SRC-dependent disassembly of AJs. Concomitantly, IGF2BP1 enhances ERK2 expression in a RNA-binding dependent manner. Together this reveals a post-transcriptional mechanism of interconnected stimulation of SRC/ERK signaling in ovarian cancer cells. The IGF2BP1-SRC/ERK2 axis is targetable by the SRC-inhibitor saracatinib and MEK-inhibitor selumetinib. However, due to IGF2BP1-directed stimulation only combinatorial treatment effectively overcomes the IGF2BP1-promoted invasive growth in 3D culture conditions as well as intraperitoneal mouse models. In conclusion, we reveal an unexpected role of IGF2BP1 in enhancing SRC/MAPK-driven invasive growth of ovarian cancer cells. This provides a rational for the therapeutic benefit of combinatorial SRC/MEK inhibition in mesenchymal-like HG-SOC. Graphical Abstract

Abstract The RAVER1 protein was proposed to serve as a co-factor in guiding the PTBP-dependent control of alternative splicing (AS). Whether RAVER1 solely acts in concert with PTBPs and how it affects cancer cell fate remained elusive. Here we provide the first comprehensive investigation of RAVER1-controlled AS in cancer cell models and reveal a pro-oncogenic role of RAVER1 in tumor growth. This unravels that RAVER1 guides AS in synergy with PTBPs but more prominently serves PTBP1-independent roles in splicing. In cancer cells, one major function of RAVER1 is the control of proliferation and apoptosis, which involves the modulation of AS events within the miR/RISC pathway. Associated with this regulatory role, RAVER1 antagonizes lethal, TGFB-driven epithelial-mesenchymal-transition (EMT) by limiting TGFB signaling. RAVER1-modulated splicing events affect the insertion of protein interaction modules in factors guiding miR/RISC-dependent gene silencing. Most prominently, in all three human TNRC6 proteins, RAVER1 controls AS of GW-enriched motifs, which are essential for AGO2-binding. Disturbance of RAVER1-guided AS events in TNRC6 proteins and other facilitators of miR/RISC activity compromise miR/RISC activity which is essential to restrict TGFB signaling and lethal EMT.

How multidomain RNA-binding proteins recognize their specific target sequences, based on a combinatorial code, represents a fundamental unsolved question and has not been studied systematically so far. Here we focus on a prototypical multidomain RNA-binding protein, IMP3 (also called IGF2BP3), which contains six RNA-binding domains (RBDs): four KH and two RRM domains. We have established an integrative systematic strategy, combining single-domain-resolved SELEX-seq, motif-spacing analyses, in vivo iCLIP, functional validation assays, and structural biology. This approach identifies the RNA-binding specificity and RNP topology of IMP3, involving all six RBDs and a cluster of up to five distinct and appropriately spaced CA-rich and GGC-core RNA elements, covering a >100 nucleotide-long target RNA region. Our generally applicable approach explains both specificity and flexibility of IMP3-RNA recognition, providing a paradigm for the function of multivalent interactions with multidomain RNA-binding proteins in gene regulation.

Fibroblast growth factor (FGF)-23 is a phosphaturic hormone. An association between increasing FGF-23 levels and progression of chronic kidney disease (CKD) was documented in cats, dogs, and humans. The information regarding reference intervals (RIs) of FGF-23 in cats is limited. We aimed to establish RIs in a large cohort of clinically healthy cats and to investigate correlations with sex and age. A total of 118 cats with unremarkable complete blood count and serum chemistry profile were included. Clinically sick cats, cats with concurrent diseases, suspicion of CKD, or receiving renal diets were excluded. FGF-23 concentrations were measured with the FGF-23 ELISA Kit. RIs were calculated using the reference interval advisor software 2.1 (Microsoft Excel). FGF-23 concentrations were correlated with sex and age. The RI for FGF-23 concentrations spanned 85.8 to 387.0 pg/mL (90% confidence interval: lower limit 40.5 to 103.9 pg/mL, upper limit: 354.6 to 425.0 pg/mL). No significant relationships (r2 = 0.044) were detected with age (p = 0.081) or sex (p = 0.191). Other studies of the same diagnostic assay calculated RIs of 56 to 700 pg/mL in 79 cats and <336 pg/mL in 108 cats, and in concordance with the present study, did not detect any correlation with sex or age.