miRNA在乳腺癌中的研究套路(文獻精讀)

腫瘤轉移是造成患者死亡的一個重要原因,近年來研究發現上皮間質化(EMT)是在乳腺癌的轉移過程中發揮重要作用。在EMT進程中,上皮細胞失去極性,細胞間連接變得鬆散,乳腺癌更容易發生轉移。

研究發現TGF-β1參與誘導乳腺癌上皮間質化。並且,TGF-β1不僅可以通過SMAD信號通路,還可以通過MAPK、Rho-likeGTPases、以及PI3K誘導EMT的發生。

近年來miRNAs在乳腺癌中的作用被廣泛研究,其中MiR-10b, miR-21 以及miR-181a已被報道參與TGF-β1誘導乳腺癌EMT現象的發生。

作者研究中發現在TGF-β1誘導乳腺癌細胞系中miR-23表達升高,為了探究其是否參與乳腺癌EMT進程,作者進行了以下研究。

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1.驗證miR-23中的表達

作者檢測了多株乳腺癌細胞系:MCF-7, T47D, MDA-MB-468,BT-549以及MDA-MB-231發現miR-23在MDA-MB-231中顯著高於MCF-7。在發生淋巴結轉移的乳腺癌患者中發現miR-23高表達,提示miR-23可能促進腫瘤進程。作者對MDA-MB-231、MCF-7細胞給予TGF-β1誘導發現miR-23在12h,24h均發生明顯上調。

2.探究miR-23在TGF-β1誘導乳腺癌EMT過程中的作用。

  • (1)作者發現在miR-23莖環序列中存在Smad結合原件序列 :5』-CAGGG-3』。在TGF-β1誘導處理后,野生型pre-miR-23a表達顯著升高。但將miR-23的Smad結合原件序列5』-CAGGG-3』突變后,pre-miR-23a無明顯變化。同時,GST-Smad的pulldown實驗發現pre-miR-23a可以結合到smad上,且主要結合MH1功能域。

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  • (2)作者通過向MCF-7與MDA-MB-231轉染miR-23a的抑製劑,給予TGF-β1處理后檢測發現乳腺癌細胞中E-cadherin表達上調;細胞划痕實驗發現給予miR-23a抑製劑后細胞的遷移能力減弱;細胞侵襲實驗發現給予miR-23a抑製劑后細胞的侵襲能力減弱。同時,腫瘤細胞在裸鼠體內轉移能力降低。

探究miR-23在TGF-β1誘導乳腺癌EMT過程中的機制。

  • (1)為了探究miR-23調控乳腺癌細胞遷移與侵襲能力的機制,尋找到miR-23的靶基因CDH1,並經過雙熒光報告實驗驗證miR-23a可以結合CDH1的3』UTR區域。蛋白免疫印跡實驗驗證miR-23a轉染細胞后,CDH1蛋白水平顯著降低。並且乳腺癌細胞給予TGF-β1處理后,CDH1mRNA水平降低。

  • (2)為了探究miR-23的靶基因CDH1在TGF-β1誘導乳腺癌EMT過程中的作用,作者給予乳腺癌細胞miR-23抑製劑處理,同時使用siCDH1沉默CDH1基因表達,研究發現miR-23ainhibitor可以抑制乳腺癌細胞發生遷移和侵襲,而siCDH1可以挽救恢復乳腺癌細胞的遷移和侵襲能力。裸鼠實驗發現給予miR-23ainhibitor的同時抑制CDH1表達,裸鼠體內乳腺癌更易發生肺轉移。

  • (3)作者設想miR-23a調控E-cadherin可能是參與激活Wnt/β-catenin信號通路進而促進乳腺癌的侵襲。而研究發現β-catenin在胞漿內大量積聚並進入細胞核,與TCF/LEF轉錄因子結合,激活相關基因的轉錄,從而導致了細胞增殖異常和腫瘤發生。

    作者首先進行蛋白亞細胞組分的測定實驗,發現上調miR-23a可以導致β-catenin在細胞核中的積聚。然而,上調E-cadherin可以抑制Wnt/β-catenin的活性。作者選用siRNA敲減TCF4與LEF1后,抑制β-catenin 信號通路,顯著減弱細胞的侵襲能力。

文章結論:

1. TGF-β1處理乳腺癌細胞后,可引起miR-23a表達上調,引起EMT現象的發生。

2.TGF-β1誘導乳腺癌細胞EMT過程中,抑制miR-23a可以引起E-cadherin表達上調,乳腺癌細胞遷移、侵襲、轉移能力降低。

3. miR-23a通過調控靶基因CDH1參與激活Wnt/β-catenin信號通路,進而參與調控E-cadherin,促進乳腺癌的遷移、侵襲、轉移過程。

參考文獻:Ma F, Li W, Liu C, et al. MiR-23a promotes TGF-β1-inducedEMT and tumor metastasis in breast cancer cells by directlytargeting CDH1 and activating Wnt/β-catenin signaling[J].Oncotarget, 2017.


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