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microRNA(miRNA)是一类有大约19-23个核苷酸组成的非编码小分子RNA,广泛存在于真核生物中,目前有关miR调节细胞增殖、分化、凋亡、个体发育、病毒感染及肿瘤的发生发展等各方面的研究均已广泛开展。作为国粹的中医中药领域中,miR如何参与其作用机制的研究尚不深入。
血液肿瘤是儿童最高发的肿瘤之一,在成人的发病率也逐年升高,目前以化疗为基础治疗,化疗虽然能迅速杀灭快速增殖的瘤细胞,但化疗诱导的继发耐药,低缓解率,缓解后复发及化疗的相关并发症等问题尚待解决。从天然产物中寻找毒副作用小,安全有效的抗肿瘤药物为近年研究热点。小檗碱(berberine)为黄连主要生物碱,其药效在抗炎抗菌以及体外抗肿瘤方面非常明显,在浓度为每毫升微克级水平即对多种体外培养的肝癌、鼻咽癌、前列腺痛等肿瘤细胞增殖并诱导其凋亡及细胞周期停滞,抑制耐药相关蛋白,逆转肿瘤细胞多药耐药,还可抑制胃癌细胞分泌IL-6,明显改善荷瘤鼠恶液质。多发性骨髓瘤(multipie myeloma,MM)是一种起源于浆细胞的恶性血液肿瘤,IL-6是MM细胞恶性增殖的必需因子,MM患者恶液质显著。本课题探讨了小檗碱对骨髓瘤细胞的作用,结果显示80μM以上的小檗碱可显著抑制骨髓瘤细胞株U266增殖,细胞阻滞于G1期,培养上清IL-6浓度明显低于对照组,并呈时效、量效依赖效应,透射电镜显示细胞出现细胞体积缩小,细胞核与细胞质萎缩、核浓缩、部分细胞核呈三叶草形状,核染色质边缘化呈月牙状改变,部分细胞可见凋亡小体产生。扫描电镜显示细胞表面绒毛样突起回缩,部分出现凹陷样改变。本课题进一步应用miR芯片和mRNA表达谱芯片,探讨小檗碱的作用机制。差异基因-miRNA共调控模块关联性分析结果显示,参与抑制IL-6信号转导的SOCS-1上调,IL-6表达受抑制,同时与凋亡密切相关的miR-21表达显著下调,BAX/Bcl2基因mRNA表达比例逆转。18例骨髓瘤患者标本QRT-PCR结果显示骨髓瘤细胞占有核细胞百分百＜5％的缓解期骨髓瘤患者骨髓单个核细胞miR-21表达,远低于非缓解期(初发、复发或PR)患者标本。本研究通过转染了miR-21的MIMIC对抗小檗碱的诱导凋亡作用,结果显示上调miR21表达后,小檗碱的IC50提高到4.76倍,证实miR-21是参与小檗碱诱导骨髓瘤细胞凋亡的关键因子。
miR-21全长22 nt,在多种人类肿瘤细胞中过表达,与细胞分化、增殖和凋亡及肿瘤发生有着极为密切的关系。本课题进一步探讨了miR-21参与白血病细胞增殖及耐药的机制。结果显示慢性粒细胞白血病细胞株K562和急性早有粒细胞白血病细胞株HL-60细胞均高表达miR-21,PDCD4为其下游靶标之一,通过硫代反义寡核苷酸抑制miR-21表达,可显著诱导该细胞凋亡提高其化疗敏感性。
本研究深入探讨了小檗碱诱导骨髓瘤细胞凋亡的机制,发现miR-21为关键因子,其在多种恶性血液病中都高表达,与瘤细胞化疗敏感性密切相关。