PVT1/miR-612/CENP-H/CDK1轴影响子宫内膜癌细胞恶性生物学行为的机制

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目的:子宫内膜癌(endometrial cancer)是发达国家中最常见的妇科癌症之一,且其发病率逐年上升。常见的子宫内膜癌病理组织类型包括子宫内膜样腺癌、浆液性腺癌、透明细胞癌、粘液性腺癌、混合型腺癌、鳞状细胞癌、小细胞癌和未分化癌等,其中以子宫内膜样腺癌最为常见。目前,临床上子宫内膜癌的治疗方案是以手术治疗为主,辅以放疗、化疗和其他辅助治疗。随着子宫内膜癌分子机制研究的不断深入,分子靶向药物治疗进入了子宫内膜癌临床治疗的初步阶段,目前已取得一些进展。子宫内膜癌发生发展机制的深入研究,对于指导临床子宫内膜癌分子靶向治疗具有重要意义。人类PVT1基因又名浆细胞瘤多样异位基因1(plasmacytoma variant translocation gene 1),位于染色体8q24区c-myc基因下游,可产生多种非编码RNA,并转录多种miRNA,包括miR-1204、miR-1205、miR-1206、miR-1207-5p、miR-1207-3p和miR-1208等。目前已有研究指出PVT1在子宫内膜癌组织和细胞系中高表达,并对于子宫内膜癌的增殖、侵袭和迁移具有促进作用。然而,PVT1参与子宫内膜癌发生发展过程的机制仍有待于进一步深入研究。前期生物信息库检测结果提示PVT1与miR-612可能存在结合作用,揭示了PVT1可能通过靶向结合miR-612发挥其促癌作用。本研究旨在进一步深入探究PVT1影响子宫内膜癌细胞生物学行为的机制,并探讨PVT1是否通过PVT1/miR-612/CENP-H轴影响子宫内膜癌细胞的恶性生物学行为。方法:从癌症基因组图谱(TCGA)数据库收集原始子宫体子宫内膜癌(USEC)数据集,并用于构建以PVT1为中心的ceRNA网络。Real time-PCR检测在人子宫内膜癌组织和正常子宫内膜组织中miR-612的表达水平,分析miR-612表达与内膜癌患者临床病理参数及预后的关系。Western blot检测在人子宫内膜癌组织和正常子宫内膜组织中CENP-H蛋白的表达水平,分析CENP-H与子宫内膜癌患者临床病理参数和预后的关系。综合分析miR-612与CENP-H的mRNA表达水平的相关性。分别通过原位杂交实验和免疫组化实验检测在增生子宫内膜组织和子宫内膜癌组织中miR-612及CENP-H蛋白的表达变化。并通过诊断性受试者工作曲线(ROC)和预后性工作曲线评估CENP-H的诊断和预后预测价值。高表达/干扰子宫内膜癌细胞中miR-612的表达,分别通过CCK-8实验、Edu实验、Transwell实验、细胞划痕实验、Annexin V-APC/7-AAD法凋亡实验和RNAse/PI法细胞周期实验检测其对子宫内膜癌细胞增殖、迁移、侵袭、凋亡和细胞周期的生物学行为的影响。高表达/干扰子宫内膜癌细胞中CENP-H的表达,分别通过CCK-8实验、Edu实验、Transwell实验、细胞划痕实验、Annexin VAPC/7-AAD法凋亡实验和RNAse/PI法细胞周期实验检测其对子宫内膜癌细胞增殖、迁移、侵袭、凋亡和细胞周期的生物学行为的影响。共同影响miR-612与CENP-H的表达,并检测子宫内膜癌细胞恶性生物学行为的变化。共同影响PVT1与miR-612表达,并检测子宫内膜癌细胞恶性生物学行为的变化。高表达/干扰子宫内膜癌细胞中PVT1、miR-612的表达,分析PVT1对miR-612,以及miR-612对CENP-H的调节关系。荧光原位杂交实验检测PVT1和miR-612在子宫内膜癌细胞中的定位,并使用双重荧光素酶报告基因系统验证PVT1与miR-612以及CENP-H与miR-612的结合作用及结合位点。Western blot检测CDK1和下游p-AKT/AKT、p-m TOR/m TOR的变化。构建裸鼠成瘤模型,体内实验验证干扰PVT1、过表达miR-612,以及二者共同影响抑制肿瘤的最佳方式。结果:本研究利用TCGA数据库收集的子宫内膜癌数据集,构建了以PVT1为中心的ceRNA网络,结果发现PVT1/miR-612/CENP-H/CDK1轴可能在子宫内膜癌的进展中发挥作用。为了证明这个网络,我们分别利用Real time-PCR和Western blot检测在人子宫内膜癌组织和正常子宫内膜组织中miR-612的表达水平以及CENP-H的mRNA和蛋白表达水平,并分析了两个基因与子宫内膜癌患者临床病理参数和预后的关系以及相关性。结果表明,相较于正常子宫内膜组织,miR-612在子宫内膜癌组织中表达水平更低。随着疾病期别的增加,miR-612的表达水平明显降低,且高miR-612组患者的5年生存率明显高于低miR-612组(91.3%vs 48.9%,P<0.05)。CENP-H在子宫内膜癌组织中mRNA和蛋白表达水平则明显高于对照组,且III-IV期子宫内膜癌组织中CENP-H的表达水平明显高于I-II期子宫内膜癌组织。低CENP-H组患者的5年生存率明显优于高CENP-H组(90.9%vs 50.1%,P<0.01)。原位杂交实验结果显示在增生子宫内膜组织和I、II、III、IV期子宫内膜癌组织中miR-612表达水平递减,而免疫组化实验结果则CENP-H蛋白在增生子宫内膜组织和I、II、III、IV期子宫内膜癌组织中表达水平递增。接下来我们利用患者CENP-H的mRNA表达水平和患者的生存信息绘制了诊断性受试者工作曲线(ROC)和预后性工作曲线,得到的曲线下面积(AUC)分别为0.796(95%CI=0.655-0.936,P<0.001)和0.783(95%CI=0.657-0.908,P=0.002)。揭示了CENP-H具有较好的诊断和预后预测价值。在过表达/敲低子宫内膜癌细胞(Ishikawa、HEC-1A)中miR-612的表达后,检测子宫内膜癌细胞的恶性生物学行为,结果显示过表达miR-612子宫内膜癌细胞抑制细胞增殖、迁移、侵袭和G2-M期潴留,促进细胞凋亡。随后我们改变了子宫内膜癌细胞中CENP-H的表达,结果显示敲低CENP-H组子宫内膜癌细胞的增殖、迁移、侵袭和G2-M期潴留被抑制,细胞凋亡增加。挽救实验结果显示,上调CENP-H的表达能够部分挽救过表达miR-612导致的抑制细胞增殖、迁移、侵袭和G2-M期潴留,和细胞凋亡增加。揭示了miR-612通过CENP-H抑制子宫内膜癌细胞恶性生物学行为。接下来我们发现下调子宫内膜癌细胞中miR-612的表达能够部分挽救敲低PVT1导致的恶性生物学行为的抑制。揭示了PVT1通过miR-612抑制子宫内膜癌细胞恶性生物学行为。为了进一步探究PVT1和miR-612影响子宫内膜癌细胞的机制,我们分别过表达/敲低了子宫内膜癌细胞中PVT1、miR-612的表达,并检测miR-612和CENP-H的表达水平。结果显示PVT1能够负向调节miR-612,同时正向调节CENP-H,而miR-612能够负向调节CENP-H。荧光原位杂交实验证明了PVT1和miR-612在子宫内膜癌细胞中共定位,而双重荧光素酶报告基因结果显示PVT1和CENP-H可以通过预测的结合位点靶向结合miR-612。Western blot实验结果显示,过表达PVT1或CENP-H时,CDK1表达和下游p-AKT/AKT、pm TOR/m TOR增加,过表达miR-612则会导致CDK1表达和下游p-AKT/AKT、pm TOR/m TOR减少。过表达CDK1可以部分挽救敲低CENP-H导致的低pAKT/AKT和低p-m TOR/m TOR。提示PVT1/miR-612/CENP-H轴可能通过调节CDK1从而激活AKT/m TOR信号通路。接下来我们构建了裸鼠成瘤模型,测量瘤体体积变化和CENP-H蛋白表达水平,结果表明敲低PVT1或过表达miR-612均可以抑制体内瘤体的生长,联合敲低PVT1和过表达miR-612组能够最大程度抑制肿瘤生长。结论:子宫内膜癌组织中miR-612表达下调,CENP-H表达上调。且二者的表达水平与患者临床病理参数和预后相关。PVT1负向调控miR-612影响子宫内膜癌细胞的恶性生物学行为。Mi R-612负向调控CENP-H影响子宫内膜癌细胞的恶性生物学行为。PVT1/miR-612/CENP-H/CDK1调节轴在子宫内膜癌进展过程中发挥重要作用。
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