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细胞衰老是指细胞脱离细胞周期并不可逆地丧失增殖能力后进入的一种相对稳定的状态,细胞衰老是个体衰老的基础。近些年尽管已有许多衰老相关蛋白被鉴定,但衰老的信号通路及其调节机制还不是很清楚。新近研究显示:microRNA通过调控基因表达参与发育、分化、细胞死亡及癌变等许多重要生物学过程,microRNA代表一个新层次上的基因表达调控方式。本研究的目的是鉴定衰老细胞相关microRNA,研究其在细胞衰老通路中的调节作用和受调节的方式,探讨衰老相关microRNA与肿瘤的关系。
本文用microRNA基因芯片得到了12个在人成纤维细胞WI-38年轻细胞和衰老细胞中表达差异的microRNA,并用实时定量PCR的方法验证了它们的表达。其中6个在衰老细胞中表达下调的microRNA(miR-15b,miR-17-5p,miR-20a,miR-25,miR-93,miR-106a)已被报道在多种肿瘤中存在高表达,6个在衰老细胞中表达上调的microRNA(miR-127-3p,miR-329,miR-409-3p,miR-487b,miR-493*,miR-495)均位于人14号染色体Dlk1-Dio3印记基因区域。在人成纤维细胞WI-38细胞中过表达miR-127-3p可以诱导细胞的衰老表型,并且可以抑制其下游基因BCL6的表达。miR-127-3p自身的启动子甲基化状态在年轻和衰老WI-38细胞中没有显著差异,miR-127-3p基因簇启动子的甲基化状态分析还在进行中。利用miR-127-3p基因簇的SNP位点设计引物进行逆转录PCR分析的结果表明在年轻和衰老WI-38细胞中miR-127-3p都是从同源染色体的同一条染色体转录出来的。说明衰老细胞中miR-127-3p的过表达只是单等位基因表达量的上调,而不是因为IG-DMR位点控制的基因的印记表达发生变化引起的。虽然在miR-127-3p基因簇的启动子区域能够预测到转录因子p53的结合位点,但外源表达p53不能直接诱导miR-127-3p的表达,说明miR-127-3p在WI-38细胞中可能并不受到p53的转录调控。衰老细胞中上调的6种microRNA(miR-127-3p,miR-329,miR-409-3p,miR-487b,miR-493*,miR-495)在前列腺癌(PC3,DU145,LNCaP),乳腺癌(MDA-MB-231,MDA-MB-435,MCF-7)和卵巢癌(HEY,OCCl,SKOV3)细胞系中呈现低表达或不表达,说明它们可能是潜在的肿瘤抑制基因。用甲基化抑制剂(Aza)和去乙酰化抑制剂(PBA)处理细胞,这些microRNA的表达有不同程度的恢复,说明它们在肿瘤细胞中受到表观遗传学机制的抑制。在乳腺癌组织中,衰老细胞中上调的microRNA表达较癌旁组织的表达有所下调,有些microRNA(miR-127-3p,miR-487b,miR-495)在肿瘤中的低表达比较普遍,而另一些microRNA(miR-329,miR-409-3p,miR-493*)在肿瘤中的表达量比较多样化(上调,下降或不变)。这种情况可能与肿瘤本身的背景或恶性程度有关,这也说明了肿瘤发生发展和相关调控通路的复杂性。衰老相关的microRNA在肿瘤中的表达,调控方式和作用机制还需要进一步探讨。