miR-375在肝癌中的作用

2017-04-07 來源：國際肝病標簽：掌上醫(yī)生喝茶減肥一天瘦一斤安全減肥 cps聯(lián)盟美容護膚

摘要：最近幾年，miR-375在腫瘤中特別是消化系統(tǒng)腫瘤如食管癌、胃癌、肝癌、結(jié)腸癌中的低表達被廣泛報道，其直接作用的其他靶基因如YAP、SP1、PDK1、IGF1R、JAK2、TP53等也越來越多的被證實，其作為腫瘤診斷、預后以及治療的價值也逐漸受到人們的重視。

　　華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬同濟醫(yī)院肝病研究所

　　原發(fā)性肝癌是一種全球性的高度惡性腫瘤，在我國具有高發(fā)病率和高死亡率的特點，近年其發(fā)病率還有增高的趨勢。進一步深入研究肝癌發(fā)病的分子機制有助于發(fā)現(xiàn)診治肝癌的新策略。

　　微小RNA（miRNA）是一種內(nèi)源性的、約22nt的小分子非編碼RNA，通過轉(zhuǎn)錄后水平負調(diào)控其靶基因的表達，被認為在腫瘤的發(fā)生中發(fā)揮了基礎(chǔ)性作用，并在癌癥的診斷和治療方面擁有巨大的潛力。然而，miRNA在肝癌發(fā)生中的作用與機制還沒有完全闡明。令人欣慰的是，我國科研工作者在肝癌miRNAs的研究方面做出了不少成績，為將來的轉(zhuǎn)化醫(yī)學研究打好了堅實的工作基礎(chǔ)。近6年來，我們研究小組就miR-375在肝癌中的作用和機制方面做了系列研究，相關(guān)成果發(fā)表在Oncogene、Gastroenterology和Autophagy上，下面我們就這些研究內(nèi)容作一個綜述介紹。

　　首先，我們通過比較肝癌細胞與原代正常肝細胞的miRNA表達譜差異獲得了肝癌異常表達miRNAs 37個，芯片數(shù)據(jù)已提交至美國國立生物技術(shù)信息中心的基因表達數(shù)據(jù)庫NCBI’s Gene Expression Omnibus，GEO accessions number：GSE20077。根據(jù)其中13個fold change在15倍以上的miRNAs所進行的聚類分析就能夠鮮明地區(qū)分肝癌細胞組和正常肝細胞組。進一步，我們聚焦于miR-375，TaqMan qRT-PCR發(fā)現(xiàn)miR-375在肝癌細胞細胞株中的表達顯著低于原代正常肝細胞；同時在60對中國黃種人肝癌樣本以及20對美國白種人肝癌樣本中也證實miR-375在肝癌組織中的表達顯著低于癌旁組織。這些結(jié)果有力的證明了miR-375在肝癌細胞和組織中是顯著下調(diào)的。

　　在肝癌細胞中，過表達miR-375，可以抑制細胞的增殖、克隆形成以及遷移/侵襲能力，并能誘導肝癌細胞發(fā)生G1期阻滯和凋亡。為了闡明肝癌細胞中miR-375-介導的上述表型的分子機制，我們利用生物信息學技術(shù)分析了miR-375的預測作用靶點，發(fā)現(xiàn)AEG-1是miR-375的一個潛在靶基因。隨后，我們證明了miR-375可直接結(jié)合到AEG-1 的3’-非編碼區(qū)（3’-UTR）從而抑制AEG-1的表達。 TaqMan qRT-PCR和Western blot分析表明，miR-375與AEG-1在肝癌組織中的表達呈負相關(guān)。在肝癌細胞中，通過RNAi技術(shù)沉默癌基因AEG-1的表達，類似于miR-375過表達的效果，可抑制腫瘤的相關(guān)特性。相反，異位表達AEG-1，可以部分拮抗miR-375的抗腫瘤作用。在小鼠模型中，治療性的應(yīng)用膽固醇修飾2’甲氧基穩(wěn)定的miR-375類似物能夠顯著抑制肝癌裸鼠移植瘤在裸鼠體內(nèi)的生長。我們的這些研究結(jié)果表明，miR-375在肝癌中可作用于靶基因AEG-1，并在體內(nèi)外能夠抑制肝癌細胞的生長，顯示出miR-375在肝癌的治療方面的潛力。

　　對于實體腫瘤而言，由于腫瘤細胞增殖速度過快以及相對血液供應(yīng)不足等特點，缺氧是最常見的腫瘤細胞微環(huán)境之一。肝癌的發(fā)生更有其特定的微環(huán)境特征，常發(fā)生在各種慢性肝炎導致的肝硬化基礎(chǔ)上，其發(fā)生一開始就面臨著低氧低能供的微環(huán)境。最近的研究顯示，自噬（autophagy），一個涉及大分子和整個細胞器的自我消化和周轉(zhuǎn)的代謝過程，也是腫瘤細胞針對缺氧微環(huán)境的而進化出的一個重要的適應(yīng)性反應(yīng)。令人興奮的是，通過功能獲得(gain-of-function)與功能喪失(loss-of-function)實驗，我們篩查肝癌中異常表達并且在低氧下誘導自噬中發(fā)揮調(diào)控作用的miRNAs發(fā)現(xiàn)，在肝癌細胞中表達下調(diào)的miR-375可以明顯抑制低氧誘導的肝癌細胞的自噬。其抑制自噬的功能表現(xiàn)為減少LC3I向LC3II的轉(zhuǎn)化，進而抑制自噬流（autophagy flux）。深入研究發(fā)現(xiàn)，miR-375對低氧誘導自噬的抑制作用不依耐于其已知的功能，即對PDK1/AKT/mTOR通路的調(diào)控，而是通過抑制關(guān)鍵性的自噬相關(guān)分子ATG7。luciferase assay結(jié)果表明，miR-375可以直接作用于ATG7的3’-UTR區(qū)域，從而發(fā)揮miRNA對其靶基因的直接抑制作用。過表達miR-375或者抑制ATG7在肝癌細胞中的表達均可抑制腫瘤細胞在低氧狀態(tài)下對損傷線粒體的清除，增加線粒體凋亡相關(guān)蛋白如細胞色素C的釋放，從而抑制肝癌細胞的活性。體內(nèi)實驗顯示，在導入了miR-375的裸鼠肝癌移植瘤模型中，肝癌細胞的自噬明顯減少，肝癌細胞體內(nèi)生長的速度明顯減慢，并且肝癌細胞更易于發(fā)生壞死。這些研究表明：miR-375通過靶向關(guān)鍵性的自噬相關(guān)分子ATG7抑制了低氧誘導的肝癌細胞的自噬，并削弱其在低氧狀態(tài)下的活性，說明通過調(diào)控miR-375干預低氧狀態(tài)下肝癌細胞的自噬有望成為一種潛在的抗肝癌的新策略。

　　根據(jù)現(xiàn)有的研究結(jié)果，我們制作了miR-375在肝癌中的作用和機制示意圖（見圖1）。最近幾年，miR-375在腫瘤中特別是消化系統(tǒng)腫瘤如食管癌、胃癌、肝癌、結(jié)腸癌中的低表達被廣泛報道，其直接作用的其他靶基因如YAP、SP1、PDK1、IGF1R、JAK2、TP53等也越來越多的被證實，其作為腫瘤診斷、預后以及治療的價值也逐漸受到人們的重視。

　　目前，我們小組還應(yīng)用生物信息學技術(shù)構(gòu)建了miR-375在肝癌發(fā)生中的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)圖，并正在用分子生物學技術(shù)全面解析miR-375的上下游調(diào)控機制，同時還應(yīng)用納米材料技術(shù)積極開展miR-375的轉(zhuǎn)化醫(yī)學研究。