miR-877-5p通过调控FOXM1抑制胰腺导管腺癌的发生和发展

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背景胰腺癌是一种恶性程度很高的消化道肿瘤,其发病率和死亡率在全球范围内呈上升趋势。胰腺导管腺癌(Pancreatic ductal adenocarcinoma,PDAC)占胰腺肿瘤的绝大多数,胰腺其他肿瘤包括神经内分泌肿瘤、黏液性囊腺瘤、导管内乳头状黏液性肿瘤、实性假乳头状肿瘤、胰岛细胞瘤及腺泡癌等。胰腺癌的危险因素有吸烟、饮酒、肥胖、家族史、糖尿病和慢性胰腺炎等。胰腺癌早期不易被发现。一方面是因为胰腺的解剖关系以及患者通常症状隐匿。另一方面是目前仍缺乏早期适当的筛查和诊断方法。当患者出现明显症状时,大多数则处于局部进展期或晚期阶段。目前,胰腺癌的标准管理方案是手术切除联合辅助治疗。根治手术能够显著改善患者的预后,但大部分患者在诊断时已处于中晚期,因此只有约20%的患者可以进行根治手术。即使经过根治性治疗,大多数患者最终会复发,患者的5年生存率仍不令人满意。这可能是与肿瘤在较早的阶段就发生微转移,肿瘤对药物的抵抗以及肿瘤对放疗的不敏感有关。微小RNAs(miRNAs)是一组大小为20-24个核苷酸的非编码小RNA,可在转录后水平调节靶基因的表达。它们主要与目标m RNA的3′-非翻译区(3′-untranslated region,3′-UTR)以碱基配对的方式来执行对目标m RNA的切割或者翻译抑制功能,从而抑制目标基因表达。miRNAs分布于多物种体内,包括哺乳动物、昆虫和植物等。它们可在多种人类恶性肿瘤包括胰腺癌中异常表达,既可作为肿瘤促进因子也可作为肿瘤抑制因子影响恶性肿瘤的发生和发展。例如,miR-93正向调控CRMP2/MAPRE1/YES1促进胰腺癌细胞增殖、迁移和侵袭。而miR-146a-5p则下调TRAF6/NF-κB p65/P-gp信号轴抑制胰腺癌细胞生长和化疗耐药。此外,miR-148a-3p通过靶向调控Wnt1/Wnt10b介导的Wnt/β-catenin通路抑制胰腺癌细胞的上皮间质转化和侵袭。miR-877-5p位于人6号染色体短臂上。当前的证据表明miR-877-5p在多种人类癌症中异常表达且参与调控了恶性肿瘤的发生和进展。在胰腺癌中,miR-877-5p表达下调。然而,miR-877-5p在PDAC进展中的作用及潜在的分子机制尚不清楚。FOXM1是一种转录因子,属于叉头盒蛋白家族的一员。业已证实,FOXM1在胰腺癌中高表达,且在胰腺癌细胞多种生物学行为中起关键性的调节作用。但是,FOXM1的上游调控机制尚不明确。我们通过分析预测miR-877-5p的可能靶基因,结果发现FOXM1的3′-UTR存在与miR-877-5p的结合位点。综上所述,我们提出假说:miR-877-5p直接调控FOXM1从而抑制PDAC的发生和进展。目的探讨miR-877-5p在胰腺导管腺癌发展中的作用及潜在的分子机制。方法(1)采用实时荧光定量PCR(Quantitative real-time polymerase chain reaction,q RT-PCR)检测29对PDAC组织和4株胰腺癌细胞中miR-877-5p的表达情况。同时,分析了miR-877-5p的表达与PDAC患者临床病理参数的关系。此外,通过OncomiR数据库分析miR-877-5p的表达和PDAC患者预后的关系。(2)CCK-8、菌落形成和Transwell实验观察miR-877-5p对胰腺癌细胞增殖、迁移和侵袭能力的影响。流式细胞术检测细胞周期和凋亡。蛋白质免疫印迹(Western blot,WB)检测上皮-间充质转化过程中三个关键蛋白如E-cadherin、N-cadherin和Vimentin的表达水平。(3)构建PDAC裸鼠皮下移植瘤模型,观察过表达miR-877-5p对体内肿瘤形成的影响。分别采用q RT-PCR、WB和免疫组化检测皮下瘤组织中miR-877-5p、FOXM1和Ki-67的表达。(4)qRT-PCR检测PDAC组织及细胞中FOXM1的表达情况,并分析FOXM1与miR-877-5p表达的相关性。上调和下调miR-877-5p后,分别使用q RT-PCR和WB检测各组FOXM1 m RNA及蛋白的表达情况。双荧光素酶报告分析检查miR-877-5p和FOXM1之间的结合关系。(5)在2株细胞中开展功能回复实验,q RT-PCR和WB检测各组FOXM1m RNA及蛋白的表达情况。CCK-8和Transwell实验观察miR-877-5p和FOXM1共表达对胰腺癌细胞增殖、迁移和侵袭的影响。结果(1)相对于癌旁正常胰腺组织和正常胰腺导管上皮细胞,miR-877-5p在PDAC组织和细胞系中低表达;其表达与PDAC患者的淋巴结转移和TNM分期有关。生存分析表明miR-877-5p高表达组患者的总生存时间明显高于miR-877-5p低表达组。(2)miR-877-5p过表达显著抑制SW1990细胞的增殖、克隆形成、迁移及侵袭能力,诱导细胞在G1/S期阻滞,并促进细胞凋亡;而下调miR-877-5p后则显著促进Mia Pa Ca-2细胞的增殖、克隆形成、迁移及侵袭能力,加快G1/S期进程,并抑制细胞凋亡。此外,miR-877-5p过表达上调E-cadherin表达和下调N-cadherin及Vimentin表达;而下调miR-877-5p则呈现相反的结果。(3)体内实验结果显示,miR-877-5p过表达组的肿瘤体积和重量明显减少。与对照组相比,miR-877-5p过表达组miR-877-5p的表达增加,而FOXM1和Ki-67的表达降低。(4)FOXM1在PDAC组织及细胞中高表达,且FOXM1 m RNA表达与miR-877-5p呈负相关。上调miR-877-5p表达显著降低FOXM1的表达,而下调miR-877-5p表达则显著增加FOXM1表达。双荧光素酶报告实验证实miR-877-5p可与FOXM1-3′UTR相结合。(5)功能回复实验显示,miR-877-5p过表达对胰腺癌细胞增殖、迁移及侵袭能力的抑制作用可被FOXM1上调部分所逆转。结论miR-877-5p在PDAC组织及细胞中低表达,其表达与PDAC患者的淋巴结转移、TNM分期和预后有关。miR-877-5p可以抑制胰腺癌细胞的增殖、上皮-间充质转化及迁移侵袭能力,并诱导细胞周期阻滞和促进细胞凋亡。综上所述,miR-877-5p通过下调FOXM1抑制PDAC的恶性生物学行为。
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