miR-375在肝癌中的作用

2017-04-07 来源：国际肝病标签：掌上医生喝茶减肥一天瘦一斤安全减肥 cps联盟美容护肤

摘要：最近几年，miR-375在肿瘤中特别是消化系统肿瘤如食管癌、胃癌、肝癌、结肠癌中的低表达被广泛报道，其直接作用的其他靶基因如YAP、SP1、PDK1、IGF1R、JAK2、TP53等也越来越多的被证实，其作为肿瘤诊断、预后以及治疗的价值也逐渐受到人们的重视。

　　华中科技大学同济医学院附属同济医院肝病研究所

　　原发性肝癌是一种全球性的高度恶性肿瘤，在我国具有高发病率和高死亡率的特点，近年其发病率还有增高的趋势。进一步深入研究肝癌发病的分子机制有助于发现诊治肝癌的新策略。

　　微小RNA（miRNA）是一种内源性的、约22nt的小分子非编码RNA，通过转录后水平负调控其靶基因的表达，被认为在肿瘤的发生中发挥了基础性作用，并在癌症的诊断和治疗方面拥有巨大的潜力。然而，miRNA在肝癌发生中的作用与机制还没有完全阐明。令人欣慰的是，我国科研工作者在肝癌miRNAs的研究方面做出了不少成绩，为将来的转化医学研究打好了坚实的工作基础。近6年来，我们研究小组就miR-375在肝癌中的作用和机制方面做了系列研究，相关成果发表在Oncogene、Gastroenterology和Autophagy上，下面我们就这些研究内容作一个综述介绍。

　　首先，我们通过比较肝癌细胞与原代正常肝细胞的miRNA表达谱差异获得了肝癌异常表达miRNAs 37个，芯片数据已提交至美国国立生物技术信息中心的基因表达数据库NCBI’s Gene Expression Omnibus，GEO accessions number：GSE20077。根据其中13个fold change在15倍以上的miRNAs所进行的聚类分析就能够鲜明地区分肝癌细胞组和正常肝细胞组。进一步，我们聚焦于miR-375，TaqMan qRT-PCR发现miR-375在肝癌细胞细胞株中的表达显著低于原代正常肝细胞；同时在60对中国黄种人肝癌样本以及20对美国白种人肝癌样本中也证实miR-375在肝癌组织中的表达显著低于癌旁组织。这些结果有力的证明了miR-375在肝癌细胞和组织中是显著下调的。

　　在肝癌细胞中，过表达miR-375，可以抑制细胞的增殖、克隆形成以及迁移/侵袭能力，并能诱导肝癌细胞发生G1期阻滞和凋亡。为了阐明肝癌细胞中miR-375-介导的上述表型的分子机制，我们利用生物信息学技术分析了miR-375的预测作用靶点，发现AEG-1是miR-375的一个潜在靶基因。随后，我们证明了miR-375可直接结合到AEG-1 的3’-非编码区（3’-UTR）从而抑制AEG-1的表达。 TaqMan qRT-PCR和Western blot分析表明，miR-375与AEG-1在肝癌组织中的表达呈负相关。在肝癌细胞中，通过RNAi技术沉默癌基因AEG-1的表达，类似于miR-375过表达的效果，可抑制肿瘤的相关特性。相反，异位表达AEG-1，可以部分拮抗miR-375的抗肿瘤作用。在小鼠模型中，治疗性的应用胆固醇修饰2’甲氧基稳定的miR-375类似物能够显著抑制肝癌裸鼠移植瘤在裸鼠体内的生长。我们的这些研究结果表明，miR-375在肝癌中可作用于靶基因AEG-1，并在体内外能够抑制肝癌细胞的生长，显示出miR-375在肝癌的治疗方面的潜力。

　　对于实体肿瘤而言，由于肿瘤细胞增殖速度过快以及相对血液供应不足等特点，缺氧是最常见的肿瘤细胞微环境之一。肝癌的发生更有其特定的微环境特征，常发生在各种慢性肝炎导致的肝硬化基础上，其发生一开始就面临着低氧低能供的微环境。最近的研究显示，自噬（autophagy），一个涉及大分子和整个细胞器的自我消化和周转的代谢过程，也是肿瘤细胞针对缺氧微环境的而进化出的一个重要的适应性反应。令人兴奋的是，通过功能获得(gain-of-function)与功能丧失(loss-of-function)实验，我们筛查肝癌中异常表达并且在低氧下诱导自噬中发挥调控作用的miRNAs发现，在肝癌细胞中表达下调的miR-375可以明显抑制低氧诱导的肝癌细胞的自噬。其抑制自噬的功能表现为减少LC3I向LC3II的转化，进而抑制自噬流（autophagy flux）。深入研究发现，miR-375对低氧诱导自噬的抑制作用不依耐于其已知的功能，即对PDK1/AKT/mTOR通路的调控，而是通过抑制关键性的自噬相关分子ATG7。luciferase assay结果表明，miR-375可以直接作用于ATG7的3’-UTR区域，从而发挥miRNA对其靶基因的直接抑制作用。过表达miR-375或者抑制ATG7在肝癌细胞中的表达均可抑制肿瘤细胞在低氧状态下对损伤线粒体的清除，增加线粒体凋亡相关蛋白如细胞色素C的释放，从而抑制肝癌细胞的活性。体内实验显示，在导入了miR-375的裸鼠肝癌移植瘤模型中，肝癌细胞的自噬明显减少，肝癌细胞体内生长的速度明显减慢，并且肝癌细胞更易于发生坏死。这些研究表明：miR-375通过靶向关键性的自噬相关分子ATG7抑制了低氧诱导的肝癌细胞的自噬，并削弱其在低氧状态下的活性，说明通过调控miR-375干预低氧状态下肝癌细胞的自噬有望成为一种潜在的抗肝癌的新策略。

　　根据现有的研究结果，我们制作了miR-375在肝癌中的作用和机制示意图（见图1）。最近几年，miR-375在肿瘤中特别是消化系统肿瘤如食管癌、胃癌、肝癌、结肠癌中的低表达被广泛报道，其直接作用的其他靶基因如YAP、SP1、PDK1、IGF1R、JAK2、TP53等也越来越多的被证实，其作为肿瘤诊断、预后以及治疗的价值也逐渐受到人们的重视。

　　目前，我们小组还应用生物信息学技术构建了miR-375在肝癌发生中的调控网络图，并正在用分子生物学技术全面解析miR-375的上下游调控机制，同时还应用纳米材料技术积极开展miR-375的转化医学研究。