微RNA參與實(shí)體瘤缺氧微環(huán)境調(diào)控的機(jī)制研究.pdf

1、作為實(shí)體瘤的主要特征之一，缺氧(Hypoxia)通常被精確定義為組織中的氧分壓低于5～10毫米汞柱。眾所周知，惡性細(xì)胞的生長(zhǎng)同樣需要血管網(wǎng)絡(luò)為其提供充足的氧和養(yǎng)分，但是腫瘤細(xì)胞的惡性增殖總是遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于血管網(wǎng)絡(luò)的形成，當(dāng)組織中的血管網(wǎng)絡(luò)無(wú)法滿足腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、代謝的需要時(shí)，就形成了局部缺氧的微環(huán)境。缺氧微環(huán)境能夠影響腫瘤細(xì)胞的很多生物學(xué)特性，其中包括細(xì)胞的生長(zhǎng)、凋亡、新生血管的生成、轉(zhuǎn)移以及對(duì)治療的敏感性等等。因此深入探討腫瘤缺氧微環(huán)境的形

2、成機(jī)制以及腫瘤細(xì)胞在缺氧微環(huán)境中的應(yīng)對(duì)機(jī)制就成為理解腫瘤發(fā)生、發(fā)展等生理過(guò)程的關(guān)鍵所在，而對(duì)腫瘤發(fā)生、發(fā)展過(guò)程更深刻的理解又能夠促使人們找到腫瘤診斷和治療的新途徑。
　　 microRNAs(miRNAs)是一類長(zhǎng)度約為22個(gè)核苷酸(nucleotide，nt)的非編碼小分子RNA，miRNAs參與了包括細(xì)胞分化、增殖、代謝、死亡以及腫瘤生成等在內(nèi)的一系列的細(xì)胞生理和病理進(jìn)程。近年來(lái)大量的研究已經(jīng)證實(shí)，miRNAs與腫瘤的缺氧微

3、環(huán)境之間也存在著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。相比正常的組織，腫瘤組織中miRNAs的整體表達(dá)水平往往會(huì)發(fā)生巨大的改變，研究人員已經(jīng)證實(shí)，在某些腫瘤中這種改變與腫瘤的臨床、病理特征密切相關(guān)，但是直到今天，人們還未能對(duì)這種變化的意義做出確切的解釋，miRNAs在腫瘤缺氧微環(huán)境中的調(diào)控和作用機(jī)制仍然有待于進(jìn)一步的探索和發(fā)現(xiàn)。
　　 為了探討miRNAs與實(shí)體瘤缺氧微環(huán)境的相關(guān)性及其參與腫瘤發(fā)生、發(fā)展調(diào)控的具體機(jī)制，借助于高通量篩查手段——miRN

4、As芯片，我們對(duì)培養(yǎng)于不同氧濃度下的結(jié)直腸癌細(xì)胞系中miRNAs的表達(dá)情況進(jìn)行檢測(cè)和鑒定，篩選出了多種在缺氧狀態(tài)下表達(dá)水平發(fā)生改變的miRNAs。在此基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步通過(guò)體外、內(nèi)實(shí)驗(yàn)對(duì)其中一些重要的缺氧相關(guān)miRNAs的調(diào)控和作用機(jī)制進(jìn)行了深入的探討。我們的研究顯示，缺氧狀態(tài)下培養(yǎng)的p53野生型細(xì)胞中miR-17-92簇的表達(dá)水平顯著下調(diào)，而同樣在缺氧狀態(tài)下培養(yǎng)的p53突變型細(xì)胞中則沒(méi)有變化，且這種缺氧依賴性的表達(dá)下調(diào)并不受已明確的mi

5、R-17-92簇轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子c-Myc的控制：通過(guò)報(bào)告基因檢測(cè)系統(tǒng)，我們發(fā)現(xiàn)miR-17-92簇啟動(dòng)子區(qū)的近端存在一個(gè)p53結(jié)合位點(diǎn)，通過(guò)與該位點(diǎn)的結(jié)合，p53在缺氧狀態(tài)下對(duì)miR-17-92簇的表達(dá)水平進(jìn)行抑制：免疫共沉淀、重復(fù)免疫共沉淀以及定量分析的結(jié)果顯示，該位點(diǎn)與基本轉(zhuǎn)錄元件——TATA框重疊，p53與基本轉(zhuǎn)錄因子——TATA結(jié)合蛋白能夠競(jìng)爭(zhēng)性的結(jié)合于啟動(dòng)子上的這一區(qū)域：上調(diào)miR-17-92簇的表達(dá)能夠明顯抑制缺氧介導(dǎo)的細(xì)胞凋

6、亡，而下調(diào)miR-17-92簇中主要成員miR-17-5p和miR-20a的表達(dá)會(huì)促進(jìn)缺氧介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡：以上這些結(jié)果都強(qiáng)烈提示，p53依賴性的miR-17-92簇表達(dá)下調(diào)在缺氧介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡中發(fā)揮著重要的作用，因此我們的發(fā)現(xiàn)促進(jìn)了人們對(duì)于p53的腫瘤抑制功能的理解。與此同時(shí)，我們還發(fā)現(xiàn)腫瘤的缺氧微環(huán)境能夠?qū)е耺iR-15-16簇的表達(dá)下調(diào)，進(jìn)而影響腫瘤細(xì)胞的增殖、凋亡尤其是遷移和侵襲能力：通過(guò)結(jié)直腸癌原位動(dòng)物模型，我們發(fā)現(xiàn)較高的miR

7、-15-16簇表達(dá)水平能夠抑制腫瘤的新生血管生成和遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移(主要是肝轉(zhuǎn)移)：進(jìn)一步的體外、內(nèi)實(shí)驗(yàn)顯示，miR-15-16簇通過(guò)靶基因——成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子-2實(shí)現(xiàn)對(duì)抑制腫瘤的新生血管生成和遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移的調(diào)控：臨床相關(guān)性分析顯示，miR-15-16簇的水平與結(jié)直腸癌患者的臨床、病理特征密切相關(guān)，miR-15-16簇的表達(dá)水平能夠作為潛在的標(biāo)志物指示結(jié)直腸癌患者的預(yù)后：以上這些結(jié)果提示，腫瘤的缺氧微環(huán)境能夠介導(dǎo)miR-15-16簇的表達(dá)下調(diào)，進(jìn)