學(xué)術(shù)無價，科研無假。新年以來，伯豪文獻捷報頻傳，小編從中挑選了《Cancer Reserch》新鮮出爐的一篇 miRNA 相關(guān)文章，與大家分享。

miRNA 研究持續(xù)高熱，然而 mirRNA 對線粒體基因組調(diào)控的研究卻鮮有報道。中山大學(xué)孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院李勁松課題組，在舌鱗狀細(xì)胞癌（TSCC）耐藥細(xì)胞株中，篩選出了特異高表達(dá)的 mitomiR-2392。miR-2392 能夠抑制氧化磷酸化（OXPHOS），激活糖酵解作用，從而重新編碼代謝過程。并且，miR-2392 調(diào)控線粒體基因表達(dá)影響了 TSCC 患者的化療敏感性和總生存率。相關(guān) miRNA 芯片服務(wù)由伯豪提供。

研究思路

研究結(jié)果

1.miRNA 芯片篩選 TSCC 耐藥細(xì)胞株中線粒體特異高表達(dá)的 miRNA。

通過 miRNA 芯片實驗，TSCC 化療耐藥細(xì)胞株中線粒體特異高表達(dá)的 11 個候選 miRNA, 其中，表達(dá)差異顯著的是 miR-2392。通過分析多種癌癥的 GEO 數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn) miR-2392 的表達(dá)均有顯著升高的趨勢。

2.mitomiR-2392 抑制線粒體基因轉(zhuǎn)錄，影響線粒體氧化磷酸化

mtDNA 長約為 16.6 kb，負(fù)責(zé)編碼 OXPHOS 通路的 13 個主要亞基，其中，12 個線粒體基因是從 H 鏈轉(zhuǎn)錄 [1]，只有 ND6 從 L 鏈轉(zhuǎn)錄 [2]。考慮到 miR-2392 高表達(dá)的細(xì)胞中，線粒體主要復(fù)合物以及 ATP 水平都顯著降低，miR-2392 可能也會通過部分堿基配對影響線粒體基因組的表達(dá)。

不同于核基因，線粒體基因組存在較高頻率的變異，而生信分析表明，線粒體 H 鏈上存在與 miR-2392 結(jié)合的高度保守區(qū)域。進一步的實驗結(jié)果表明，miR-2392 對線粒體基因的表達(dá)的調(diào)控作用，需要保守的 5’端結(jié)構(gòu)維持。

3.miR-2392 調(diào)控線粒體基因組表達(dá)的模型

在特定的細(xì)胞條件 [3-5]，細(xì)胞質(zhì)中的 miRNA 抑制轉(zhuǎn)錄，需要結(jié)合 RNA 轉(zhuǎn)錄抑制復(fù)合物（RISC）[6,7]，AGO2 蛋白是轉(zhuǎn)錄抑制復(fù)合體的重要成員，AGO2-miRNA 已被證明在 TSCC 細(xì)胞模型中能夠抑制核基因的表達(dá)。Rip-seq 和 Co-IP 實驗證實了 AGO2 和 miR-2392 的結(jié)合作用，從而揭示了 miR-2392 調(diào)控線粒體基因組表達(dá)的可能機制：AGO2 的協(xié)同作用下，mitomiR-2392 識別 H 鏈中的靶序列，部分抑制多順子 mtDNA 轉(zhuǎn)錄。回顧性研究也驗證了，TSCC 患者的化療敏感性和總生存率與 miR-2392 參與的線粒體基因表達(dá)數(shù)據(jù)之間存在顯著相關(guān)性。

研究結(jié)論：該研究揭示了 mitomiR 在 mtDNA 轉(zhuǎn)錄中的作用及其對腫瘤細(xì)胞代謝和化療耐藥的分子作用機制，為腫瘤藥物的研發(fā)提供了新的思路。

參考文獻

1.Bonawitz ND, Clayton DA, Shadel GS. Initiation and beyond: multiple functions of the human mitochondrial transcription machinery. Mol Cell. 2006;24:813-25.

2. Asin-Cayuela J, Gustafsson CM. Mitochondrial transcription and its regulation in mammalian cells. Trends Biochem Sci. 2007;32:111-7.

3. Sepramaniam S, Ying LK, Armugam A, Wintour EM, Jeyaseelan K.MicroRNA-130a represses transcriptional activity of aquaporin 4 M1 promoter. J Biol Chem. 2012;287:12006-15.

4. Kim DH, Saetrom P, Snove O, Jr., Rossi JJ. MicroRNA-directed transcriptional gene silencing in mammalian cells. Proc Natl Acad Sci U S A. 2008;105:16230-5.

5. Younger ST, Corey DR. Transcriptional gene silencing in mammalian cells by miRNA mimics that target gene promoters. Nucleic Acids Res. 2011;39:5682-91.

6. Carthew RW, Sontheimer EJ. Origins and Mechanisms of miRNAs and siRNAs.Cell. 2009;136:642-55.

7. Chekulaeva  M,  Filipowicz  W.  Mechanisms  of  miRNA-mediated post-transcriptional regulation in animal cells. Curr Opin Cell Biol. 2009;21:452-60.

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