miR-490-3p與結(jié)直腸癌轉(zhuǎn)移的關(guān)系及相關(guān)機(jī)制研究

結(jié)直腸癌（colorectal cancer，CRC）是消化系統(tǒng)常見的惡性腫瘤，嚴(yán)重危及人們的生命健康，尤其在西方國(guó)家地區(qū)。雖然這些國(guó)家在腫瘤篩查、手術(shù)治療及化療方面都具備較高水平，但結(jié)直腸癌在這些發(fā)達(dá)地區(qū)仍是導(dǎo)致腫瘤相關(guān)死亡的主要原因。當(dāng)前研究發(fā)現(xiàn)，接近50%的結(jié)直腸癌確診患者會(huì)發(fā)生腫瘤轉(zhuǎn)，且90%的結(jié)直腸癌相關(guān)死亡與腫瘤的轉(zhuǎn)移有關(guān)，但這一過程的相關(guān)機(jī)制仍未明確。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，近年來亞洲地區(qū)結(jié)直腸癌的發(fā)病率日益升高，這與人們逐漸趨向高脂-低纖維的西式飲食習(xí)慣有關(guān)。同時(shí)，還與亞洲地區(qū)抽煙及肥胖人群比例的升高密切相關(guān)。近年來流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，我國(guó)部分經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市結(jié)直腸癌發(fā)病率增長(zhǎng)高達(dá)50%。目前我國(guó)結(jié)直腸癌男性發(fā)病率為27/100,000，女性發(fā)病率為23/100,000。我國(guó)結(jié)直腸癌發(fā)病率的不斷上升，尤其是該類型腫瘤具有高轉(zhuǎn)移性和病死率的特征，迫使我們需盡早闡明其發(fā)病和轉(zhuǎn)移的機(jī)制，為結(jié)直腸癌的預(yù)防和治療提供有力的理論依據(jù)。

近年來研究發(fā)現(xiàn)，Micro RNAs(miRNAs)在結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮著重要的調(diào)控作用。miRNAs是一類長(zhǎng)度約為20-24個(gè)核苷酸的小RNA片段，主要在轉(zhuǎn)錄后水平通過與目的mRNA配對(duì)結(jié)合，影響靶蛋白的表達(dá)。作為一種高度保守的小分子RNA，miRNAs參與多種生理和病理過程�，F(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，miRNAs能夠通過影響腫瘤干細(xì)胞生物特性(cancer stem-cell biology)、血管生成、上皮細(xì)胞間質(zhì)化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)和間質(zhì)細(xì)胞上皮化(mesenchymal-epithelial transition，MET)以及藥物耐受性等，調(diào)控結(jié)直腸癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移能力。過往研究發(fā)現(xiàn)，miR-490-3p與腫瘤的增殖、轉(zhuǎn)移及治療密切相關(guān)，但僅局限于現(xiàn)象性研究，具體涉及的信號(hào)通路仍未闡明。同時(shí)，尚未有文獻(xiàn)報(bào)道m(xù)iR-490-3p對(duì)結(jié)直腸癌發(fā)病和轉(zhuǎn)移的作用及相關(guān)機(jī)制。

南方醫(yī)科大學(xué)的研究人員通過體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)，明確了miR-490-3p與結(jié)直腸癌轉(zhuǎn)移的關(guān)系及相關(guān)機(jī)制。該研究成果已經(jīng)被國(guó)際著名雜志Cancer Letters接受，且已在線發(fā)表。該研究是南方醫(yī)科大學(xué)的博士研究生鄭克鴻和周欣瑩在黃宗海教授和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院趙亮教授的指導(dǎo)下完成的。該研究中Affymetrix GeneChip® PrimeView™ Human Gene Expression Array由上海伯豪生物技術(shù)有限公司提供。
 

研究思路

研究結(jié)果

1.miR-490-3p在結(jié)直腸癌中的表達(dá)呈下調(diào)趨勢(shì)，且與腫瘤的轉(zhuǎn)移相關(guān)。miR-490-3p表達(dá)的下調(diào)與其啟動(dòng)子的高甲基化改變有關(guān)。結(jié)直腸癌組織樣本原位雜交實(shí)驗(yàn)提示，miR-490-3p的表達(dá)與結(jié)直腸癌患者的預(yù)后呈正相關(guān)。
 

2. 通過體外功能實(shí)驗(yàn)，證明miR-490-3p能夠抑制結(jié)直腸癌腫瘤細(xì)胞的增殖和遷移能力。此外，miR-490-3p還能促進(jìn)EMT上皮指標(biāo)E-cadherin和β-catenin的表達(dá)，抑制間質(zhì)指標(biāo)Fibronetin，N-cadherin和Vimentin的表達(dá)。
 

3.構(gòu)建穩(wěn)定過表達(dá)miR-490-3p的結(jié)直腸癌細(xì)胞系，證明過表達(dá)miR-490-3p可抑制腫瘤細(xì)胞的克隆形成能力。通過體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，過表達(dá)miR-490-3p可抑制腫瘤細(xì)胞皮下瘤的形成和肺定植能力。
 

4.通過基因表達(dá)譜芯片篩選miR-490-3p的靶基因，結(jié)合靶點(diǎn)預(yù)測(cè)軟件分析，及臨床組織樣本驗(yàn)證，明確miR-490-3p的靶基因FRAT1。應(yīng)用雙熒光素酶報(bào)告系統(tǒng)，進(jìn)一步明確miR-490-3p與FRAT1的作用關(guān)系。

 

5.進(jìn)行體外拯救實(shí)驗(yàn)，證實(shí)FRAT1能夠恢復(fù)miR-490-3p對(duì)結(jié)直腸癌腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移的抑制作用。此外，過表達(dá)FRAT1還可抑制EMT上皮指標(biāo)E-cadherin和β-catenin的表達(dá)，促進(jìn)間質(zhì)指標(biāo)Fibronetin，N-cadherin和Vimentin的表達(dá)。
 

6. miR-490-3p靶向調(diào)控FRAT1的表達(dá)，促進(jìn)β-catenin的的降解，抑制其核內(nèi)定位，從而介導(dǎo)Wnt/β-catenin信號(hào)通路的活性，影響結(jié)直腸癌的轉(zhuǎn)移。

討論

本研究中，研究人員通過體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，miR-490-3p能夠抑制腫瘤細(xì)胞的增殖的遷移能力，促進(jìn)其凋亡活動(dòng)。進(jìn)一步機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)，miR-490-3p能夠靶向調(diào)控FRAT1的表達(dá)，從而促進(jìn)β-catenin的降解，抑制其核內(nèi)定位。β-catenin降解的抑制及核內(nèi)定位的增加是Wnt/β-catenin信號(hào)通路的激活的關(guān)鍵步驟，miR-490-3p能夠通過靶向調(diào)控FRAT1的表達(dá)，促進(jìn)β-catenin的降解和抑制其核內(nèi)定位，從而介導(dǎo)Wnt/β-catenin信號(hào)通路的活性，最終影響結(jié)直腸癌的轉(zhuǎn)移。該研究結(jié)果為闡明結(jié)直腸癌發(fā)生發(fā)展的機(jī)制提供有力的科學(xué)依據(jù)。

原文出處：Zheng K, Zhou X, Yu J, et al..Epigenetic 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.