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.

The stem cell marker Musashi1 (MSI1) is highly expressed during neurogenesis and in glioblastoma (GBM). MSI1 promotes self-renewal and impairs differentiation in cancer and non-malignant progenitor cells. However, a comprehensive understanding of its role in promoting GBM-driving networks remains to be deciphered. We demonstrate that MSI1 is highly expressed in GBM recurrences, an oncologist’s major defiance. For the first time, we provide evidence that MSI1 promotes the expression of stem cell markers like CD44, co-expressed with MSI1 within recurrence-promoting cells at the migrating front of primary GBM samples. With GBM cell models of pediatric and adult origin, including isolated primary tumorspheres, we show that MSI1 promotes stem cell-like characteristics. Importantly, it impairs CD44 downregulation in a 3′UTR- and miRNA-dependent manner by controlling mRNA turnover. This regulation is disturbed by the previously reported MSI1 inhibitor luteolin, providing further evidence for a therapeutic target potential of MSI1 in GBM treatment.

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.