近日，南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院/香港中文大學(xué)(深圳）附屬第二醫(yī)院深圳市龍崗區(qū)人民醫(yī)院王繼德教授研究團(tuán)隊(duì)在期刊《Communications Biology》上發(fā)表了題為“The ATF2/miR-3913-5p/CREB5 axis is involved in the cell proliferation and metastasis of colorectal cancer”的研究論文，該研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)miR-3913-5p在CRC細(xì)胞系和CRC組織中下調(diào)。外源性miR-3913-5p表達(dá)可減弱結(jié)直腸癌細(xì)胞的生長(zhǎng)、遷移和侵襲。在機(jī)制上，miR-3913-5p直接靶向CREB5的3'UTR。CREB5的過(guò)表達(dá)逆轉(zhuǎn)了miR-3913-5p誘導(dǎo)的CRC細(xì)胞增殖、遷移和侵襲的抑制。此外，ATF2通過(guò)與miR-3913-5p啟動(dòng)子結(jié)合負(fù)調(diào)控其轉(zhuǎn)錄。CREB5可與ATF2協(xié)同。CREB5是ATF2調(diào)控miR-3913-5p所必需的。在結(jié)直腸癌組織中，miR-3913-5p的表達(dá)與CREB5和ATF2的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。因此，研究人員闡明了ATF2/miR-3913-5p/CREB5軸調(diào)控CRC進(jìn)展的可能機(jī)制。本研究結(jié)果表明，miR-3913-5p在CRC中起腫瘤抑制作用。ATF2/miR-3913-5p/CREB5軸可能是對(duì)抗結(jié)直腸癌進(jìn)展的潛在治療靶點(diǎn)。
研究背景
結(jié)直腸癌(CRC)仍然是全球第三大常見(jiàn)癌癥，有190多萬(wàn)新病例，也是癌癥死亡的第二大原因，預(yù)計(jì)2020年將有93.5萬(wàn)人死亡。盡管在過(guò)去的幾十年里，CRC的診斷和治療有了越來(lái)越多的發(fā)展，但由于早期發(fā)現(xiàn)癌癥和預(yù)后預(yù)測(cè)的策略有限，CRC患者的生存率仍然令人不滿意。結(jié)直腸癌的發(fā)生和進(jìn)展是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，涉及多種分子，如蛋白質(zhì)或非編碼RNA等。因此，CRC進(jìn)展的分子機(jī)制仍有待完全闡明。識(shí)別結(jié)直腸癌進(jìn)展過(guò)程中新的重要分子可能有助于開(kāi)發(fā)新的診斷和治療策略。
眾所周知，miRNA在許多生物過(guò)程的調(diào)控中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，如細(xì)胞生長(zhǎng)、遷移、侵襲、凋亡和細(xì)胞分化。越來(lái)越多的證據(jù)表明，miRNA參與了包括人類癌癥在內(nèi)的多種疾病。miRNA可以作為CRC的調(diào)節(jié)因子，在CRC的診斷和治療中發(fā)揮重要作用。迄今為止，越來(lái)越多的研究表明，某些miRNA參與了結(jié)直腸癌的腫瘤進(jìn)展。例如，miR-934通過(guò)靶向BTG2促進(jìn)結(jié)直腸癌細(xì)胞的生長(zhǎng)、遷移、侵襲和血管生成。miR-576-5p參與抑制hsa_circ_0001666誘導(dǎo)的CRC進(jìn)展。miR-154-5p在長(zhǎng)鏈非編碼RNA SNHG1介導(dǎo)CRC細(xì)胞生長(zhǎng)的過(guò)程中發(fā)揮重要作用。miR-3913-5p是一種研究較少的miRNA。雖然近期的研究表明miR-3913-5p在膽管癌和非小細(xì)胞肺癌中起關(guān)鍵作用，但miR-3913-5p在結(jié)直腸癌進(jìn)展中的生物學(xué)作用和潛在機(jī)制尚未報(bào)道。
miR-3913-5p抑制結(jié)直腸癌細(xì)胞增殖
為了闡明miR-3913-5p是否在腫瘤發(fā)生和進(jìn)展中發(fā)揮重要作用，研究人員選擇了CRC細(xì)胞和組織，將miR-3913-5p mimics轉(zhuǎn)染內(nèi)源性表達(dá)miR-3913-5p的LoVo和SW480細(xì)胞株，miR-3913-5p inhibitor轉(zhuǎn)染正常結(jié)腸黏膜細(xì)胞株FHC，并通過(guò)qPCR驗(yàn)證轉(zhuǎn)染效率(圖2a)。通過(guò)CCK-8實(shí)驗(yàn)、集落形成實(shí)驗(yàn)和EdU實(shí)驗(yàn)評(píng)估結(jié)直腸癌細(xì)胞的體外增殖。CCK-8實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，轉(zhuǎn)染miR-3913-5p模擬物后，CRC細(xì)胞的生長(zhǎng)速度顯著降低(圖2b)。相反，miR-3913-5p抑制劑處理的FHC細(xì)胞生長(zhǎng)速度增加(圖2c)。過(guò)表達(dá)miR-3913-5p可以減弱CRC細(xì)胞的集落形成能力(圖2d)，而在FHC中使用miR-3913-5p抑制劑處理則顯示相反的結(jié)果(圖2e)。與轉(zhuǎn)染m-NC的CRC細(xì)胞相比，轉(zhuǎn)染miR-3913-5p mimics的CRC細(xì)胞表現(xiàn)出更低的增殖率(圖2f)。然而，抑制miR-3913-5p的表達(dá)可以增加EdU在FHC中的摻入(圖2g)。此外，Hoechst 33258染色顯示miR-3913-5p過(guò)表達(dá)誘導(dǎo)CRC細(xì)胞凋亡(補(bǔ)充圖2a)。
為了確定miR-3913-5p是否影響CRC細(xì)胞在體內(nèi)的生長(zhǎng)，研究人員使用了一種基于慢病毒的系統(tǒng)，并應(yīng)用了皮下腫瘤模型。選擇LoVo細(xì)胞進(jìn)行慢病毒介導(dǎo)的miR-3913-5p穩(wěn)定過(guò)表達(dá)。將穩(wěn)定表達(dá)Lv-miR-3913-5p或Lv-NC的LoVo細(xì)胞皮下注射到裸鼠體內(nèi)。如圖2h, i所示，Lv-miR-3913-5p組小鼠皮下腫瘤的生長(zhǎng)速度低于Lv-NC組。免疫組化染色Ki-67和cleaved caspase-3顯示Lv-miR-3913-5p組細(xì)胞增殖減少，誘導(dǎo)凋亡。以上結(jié)果提示miR-3913-5p在體外和體內(nèi)對(duì)CRC的增殖有抑制作用。
圖2：miR-3913-5p可抑制結(jié)直腸癌細(xì)胞的生長(zhǎng)
miR-3913-5p抑制結(jié)直腸癌細(xì)胞的遷移和侵襲
Transwell實(shí)驗(yàn)和劃痕實(shí)驗(yàn)檢測(cè)過(guò)表達(dá)或干擾miR-3913-5p的結(jié)直腸癌細(xì)胞的遷移和侵襲能力。在transwell遷移和侵襲實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)結(jié)晶紫染色觀察到，miR-3913-5p模擬物處理的CRC細(xì)胞的遷移(圖3a)和侵襲(圖3b)減少，而miR-3913-5p敲除導(dǎo)致FHC細(xì)胞的遷移和侵襲能力增加(圖3c, d)。劃痕實(shí)驗(yàn)顯示miR-3913-5p過(guò)表達(dá)抑制CRC細(xì)胞的遷移活性(圖3e)。相反，干擾miR-3913-5p可增加FHC細(xì)胞的遷移(圖3f)。
為了觀察miR-3913-5p在體內(nèi)對(duì)CRC轉(zhuǎn)移的影響，研究人員將穩(wěn)定表達(dá)Lv-miR-3913-5p或Lv-NC的LoVo細(xì)胞通過(guò)尾靜脈注射到裸鼠體內(nèi)，觀察其肺轉(zhuǎn)移情況。研究人員對(duì)小鼠實(shí)施安樂(lè)死，并在注射結(jié)直腸癌細(xì)胞50天后觀察單個(gè)小鼠轉(zhuǎn)移性肺結(jié)節(jié)的數(shù)量。如圖3g, h所示，與對(duì)照組相比，Lv-miR-3913-5p組肺轉(zhuǎn)移灶明顯減少。IHC的MMP2染色顯示，Lv-miR-3913-5p組的轉(zhuǎn)移較少(補(bǔ)充圖3)。綜上所述，miR-3913-5p可以抑制CRC細(xì)胞在體外和體內(nèi)的遷移和侵襲。
圖3：miR-3913-5p抑制結(jié)直腸癌細(xì)胞遷移和侵襲
研究意義
本研究證明了miR-3913-5p在CRC細(xì)胞系和CRC組織中經(jīng)常下調(diào)。在體外和體內(nèi)，miR-3913-5p抑制結(jié)直腸癌細(xì)胞的生長(zhǎng)、遷移和侵襲。miR-3913-5p直接靶向CREB5的3'UTR。此外，ATF2通過(guò)結(jié)合其啟動(dòng)子負(fù)調(diào)控miR-3913-5p的表達(dá)?？傊?，這些結(jié)果揭示了miR-3913-5p在抑制結(jié)直腸癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲中的關(guān)鍵作用和潛在機(jī)制，為結(jié)直腸癌治療提供了新的治療靶點(diǎn)。
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