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miR-490-3p 与结直肠癌转移的关系及相关机制研究

关键词: 结直肠癌 miR-490-3p 2016-05-09 15:40 来源:伯豪生物 点击次数:709

结直肠癌(colorectal cancer,CRC)是消化系统常见的恶性肿瘤,严重危及人们的生命健康,尤其在西方国家地区。虽然这些国家在肿瘤筛查、手术治疗及化疗方面都具备较高水平,但结直肠癌在这些发达地区仍是导致肿瘤相关死亡的主要原因。当前研究发现,接近 50% 的结直肠癌确诊患者会发生肿瘤转,且 90% 的结直肠癌相关死亡与肿瘤的转移有关,但这一过程的相关机制仍未明确。随着社会经济的发展,近年来亚洲地区结直肠癌的发病率日益升高,这与人们逐渐趋向高脂-低纤维的西式饮食习惯有关。同时,还与亚洲地区抽烟及肥胖人群比例的升高密切相关。近年来流行病学研究发现,我国部分经济发达城市结直肠癌发病率增长高达 50%。目前我国结直肠癌男性发病率为 27/100 000,女性发病率为 23/100 000。我国结直肠癌发病率的不断上升,尤其是该类型肿瘤具有高转移性和病死率的特征,迫使我们需尽早阐明其发病和转移的机制,为结直肠癌的预防和治疗提供有力的理论依据。

近年来研究发现,Micro RNAs(miRNAs) 在结直肠癌的发生发展过程中发挥着重要的调控作用。miRNAs 是一类长度约为 20-24 个核苷酸的小 RNA 片段,主要在转录后水平通过与目的 mRNA 配对结合,影响靶蛋白的表达。作为一种高度保守的小分子 RNA,miRNAs 参与多种生理和病理过程。现有研究发现,miRNAs 能够通过影响肿瘤干细胞生物特性 (cancer stem-cell biology)、血管生成、上皮细胞间质化 (epithelial-mesenchymal transition,EMT) 和间质细胞上皮化 (mesenchymal-epithelial transition,MET) 以及药物耐受性等,调控结直肠癌细胞的增殖和转移能力。过往研究发现,miR-490-3p 与肿瘤的增殖、转移及治疗密切相关,但仅局限于现象性研究,具体涉及的信号通路仍未阐明。同时,尚未有文献报道 miR-490-3p 对结直肠癌发病和转移的作用及相关机制。

南方医科大学的研究人员通过体内外实验,明确了 miR-490-3p 与结直肠癌转移的关系及相关机制。该研究成果已经被国际着名杂志 Cancer Letters 接受,且已在线发表。该研究是南方医科大学的博士研究生郑克鸿和周欣莹在黄宗海教授和基础医学院赵亮教授的指导下完成的。该研究中 Affymetrix GeneChip? PrimeView? Human Gene Expression Array 由上海伯豪生物技术有限公司提供。

研究思路

研究结果

1.miR-490-3p 在结直肠癌中的表达呈下调趋势,且与肿瘤的转移相关。miR-490-3p 表达的下调与其启动子的高甲基化改变有关。结直肠癌组织样本原位杂交实验提示,miR-490-3p 的表达与结直肠癌患者的预后呈正相关。

2. 通过体外功能实验,证明 miR-490-3p 能够抑制结直肠癌肿瘤细胞的增殖和迁移能力。此外,miR-490-3p 还能促进 EMT 上皮指标 E-cadherin 和β-catenin 的表达,抑制间质指标 Fibronetin,N-cadherin 和 Vimentin 的表达。

3. 构建稳定过表达 miR-490-3p 的结直肠癌细胞系,证明过表达 miR-490-3p 可抑制肿瘤细胞的克隆形成能力。通过体内实验证实,过表达 miR-490-3p 可抑制肿瘤细胞皮下瘤的形成和肺定植能力。

4. 通过基因表达谱芯片筛选 miR-490-3p 的靶基因,结合靶点预测软件分析,及临床组织样本验证,明确 miR-490-3p 的靶基因 FRAT1.应用双荧光素酶报告系统,进一步明确 miR-490-3p 与 FRAT1 的作用关系。

5. 进行体外拯救实验,证实 FRAT1 能够恢复 miR-490-3p 对结直肠癌肿瘤细胞转移的抑制作用。此外,过表达 FRAT1 还可抑制 EMT 上皮指标 E-cadherin 和β-catenin 的表达,促进间质指标 Fibronetin,N-cadherin 和 Vimentin 的表达。

6. miR-490-3p 靶向调控 FRAT1 的表达,促进β-catenin 的的降解,抑制其核内定位,从而介导 Wnt/β-catenin 信号通路的活性,影响结直肠癌的转移。

讨论

本研究中,研究人员通过体内外实验发现,miR-490-3p 能够抑制肿瘤细胞的增殖的迁移能力,促进其凋亡活动。进一步机制研究发现,miR-490-3p 能够靶向调控 FRAT1 的表达,从而促进β-catenin 的降解,抑制其核内定位。β-catenin 降解的抑制及核内定位的增加是 Wnt/β-catenin 信号通路的激活的关键步骤,miR-490-3p 能够通过靶向调控 FRAT1 的表达,促进β-catenin 的降解和抑制其核内定位,从而介导 Wnt/β-catenin 信号通路的活性,最终影响结直肠癌的转移。该研究结果为阐明结直肠癌发生发展的机制提供有力的科学依据。

原文出处:Zheng K, Zhou X, Yu J, et alEpigenetic silencing of miR-490-3p promotes development of an aggressive colorectal cancer phenotype through activation of the Wnt/β-catenin signaling pathway. Cancer Lett. 2016 Mar 29. pii: S0304-3835(16)30174-4.

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编辑: 齐梦霞2

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