文獻(xiàn)名：

Integrated Analysis of Mouse and Human Gastric Neoplasms Identifies Conserved microRNA Networks in Gastric Carcinogenesis

單位：南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院

期刊：Gastroenterology

影響因子：20.77

使用服務(wù)：miRNA sequencing

胃癌作為全球癌癥相關(guān)死亡的第三大原因，每年有超過 700,000 人死于癌癥。近三分之一的癌癥患者在晚期（III 期或 IV 期）才被診斷出來，此時患者的五年生存率僅為 5.2%，搞清楚胃癌發(fā)生過程中的分子變化機(jī)制將有助于胃癌的早期診斷和治療方案的選擇。在癌癥研究中，miRNA 通常根據(jù)其靶基因的功能被定義為致癌基因或抑癌基因。因 miRNA 的表達(dá)具有組織特異性，且相較于 mRNA 和蛋白質(zhì)，miRNA 更為穩(wěn)定，因此 miRNA 是非常理想的癌癥生物標(biāo)志物。本文作者極具創(chuàng)新的將人和小鼠的胃癌 miRNA 測序數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合分析，鑒定到了胃癌發(fā)生早期階段保守的分子機(jī)制。

1、人和小鼠胃癌中保守 miRNA 的鑒定

首先研究人員分別利用 miRNA 測序技術(shù)對人（NG，TANG，GC）和小鼠（WT，mGC）進(jìn)行胃癌相關(guān) miRNA 的篩選，然后將獲得的人和小鼠的差異 miRNA 進(jìn)行聯(lián)合分析，共篩選到 58 個 miRNA 在人和小鼠胃癌中均為高表達(dá)，5 個 miRNA 在人和小鼠胃癌中均為低表達(dá)。利用 IPA 技術(shù)對這 63 個人和小鼠中同時差異表達(dá)的 miRNA 的靶基因進(jìn)行功能富集分析，發(fā)現(xiàn)有 18 條信號通路在人和小鼠中都發(fā)生了顯著變化。

2、測序結(jié)果的驗證

為驗證測序結(jié)果的準(zhǔn)確性，研究人員挑選了 6 個具有代表性的 miRNA 進(jìn)行了 qRT-PCR 驗證，結(jié)果顯示測序結(jié)果理想。為進(jìn)一步證明將人和小鼠的胃癌 miRNA 數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合分析的合理性，研究人員進(jìn)行了大樣本量的擴(kuò)大驗證，結(jié)果顯示測序結(jié)果中高表達(dá)的 MIR135B-5p, MIR196B-5p 和 MIR92A-5p 在擴(kuò)大樣本驗證時，在人和小鼠同樣都是高表達(dá)，與此同時，低表達(dá)的 MIR143-3p, MIR204-5p and MIR133-3p 在擴(kuò)大樣本驗證時，在人和小鼠同樣都是低表達(dá)，同時發(fā)現(xiàn)這 6 個 miRNA 在胃癌的早期階段和晚期階段表達(dá)量沒有太大的變化。上述結(jié)果表明將人和小鼠的 miRNA 測序結(jié)果進(jìn)行聯(lián)合分析是可行的并且是合理的。

3、MIR143-3p 重建抑制胃癌細(xì)胞系和組織器官中的細(xì)胞增殖

為進(jìn)一步研究 miRNA 在胃癌發(fā)生發(fā)展中的具體作用機(jī)制，研究人員選定 MIR143-3p 進(jìn)行深入研究。研究發(fā)現(xiàn) MIR143-3p 在人 TANG 部位和小鼠 LGD 部位，各類胃癌細(xì)胞系中均顯示表達(dá)下調(diào)，表明 MIR143-3p 可能在胃癌的早期階段發(fā)揮作用。對其生物學(xué)功能的研究發(fā)現(xiàn)，在 STKM2 細(xì)胞系中重建 MIR143-3p 后，細(xì)胞活力顯著降低，其他幾個細(xì)胞系重建 MIR143-3p 同樣出現(xiàn)細(xì)胞活力下降的現(xiàn)象，表明該實驗結(jié)果在體外具有可重復(fù)性。在小鼠的胃里重建 MIR143-3p，結(jié)果顯示小鼠的胃體積明顯縮小。上述結(jié)果表明 MIR143-3p 重建降低了體外人胃癌細(xì)胞和小鼠體內(nèi)組織器官的細(xì)胞活力和增殖能力。

4、MIR143-3p 下調(diào) BRD2 蛋白水平，抑制 MYC 的轉(zhuǎn)錄

通過對 3 個 miRNA 數(shù)據(jù)庫的查找，都發(fā)現(xiàn) BRD2 是人和小鼠中 MIR143-3p 的靶基因。對胃癌細(xì)胞系中 MIR143-3p 的表達(dá)量和 BRD2 的蛋白水平進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，各細(xì)胞系中 MIR143-3p 均為低表達(dá)，而 BRD2 和 MYC 均為顯著高表達(dá)。在各細(xì)胞系中重建 MIR143-3p，則出現(xiàn) BRD2 和 MYC 表達(dá)量下調(diào)的現(xiàn)象。為進(jìn)一步證實 BRD2 是 MIR143-3p 的直接靶基因，利用 BRD2 3'UTR 報告基因來進(jìn)行驗證，結(jié)果表明 MIR143-3p 重建顯著降低野生型 BRD2 3'UTR 報告基因的熒光值。同時利用 c -MYC 啟動子報告基因進(jìn)行相關(guān)實驗，結(jié)果顯示 MIR143-3p 重建或 BRD2 過表達(dá)都會降低 c -MYC 啟動子報告基因的熒光值。上述結(jié)果表明胃癌中 MIR143-3p 直接與 BRD2 結(jié)合，導(dǎo)致其蛋白水平降低，隨后下調(diào) c -MYC 的轉(zhuǎn)錄。

5、MIR143-3p 促進(jìn) PARP 的裂解和胃癌細(xì)胞對 CDDP 的敏感性

BRD 蛋白家族的抑制劑在胃癌的臨床治療被廣泛使用。既然 MIR143-3p 能夠抑制 BRD2 的表達(dá)，因此研究人員想要通過對 CDDP 的治療敏感性來了解重建 MIR143-3p 是否具有胃癌臨床治療效果，結(jié)果表明在各類胃癌細(xì)胞系中 MIR143-3p 重建降低了 CDDP IC50s，提高了對 CDDP 的敏感性。進(jìn)一步研究結(jié)果表明 MIR143-3p 重建減低 BRD2 和 c -MYC 蛋白水平，同時提高裂解的 PARP 蛋白水平顯著提高。此外，研究發(fā)現(xiàn) BRD2 具有胃癌預(yù)后作用。

6、體內(nèi) MIR143-3p 重建抑制腫瘤異種移植體的生長并增強(qiáng)其對 CDDP 的敏感性

為證明上述胃癌中 MIR143- 3 的研究結(jié)果，研究人員通過腫瘤異種移植體進(jìn)行了體內(nèi)研究，結(jié)果表明重建 MIR143-3p 并進(jìn)行 CDDP 處理顯著抑制腫瘤的生長，腫瘤體積減小，同時 BRD2 和 c -MYC 的蛋白水平下降，而單獨進(jìn)行 CDDP 處理，并不會引起上述結(jié)果。上述結(jié)果表明 MIR143-3p 重建抑制腫瘤異種移植體的生長，與此同時增強(qiáng)其對 CDDP 的敏感性。

該研究將人和小鼠中的胃癌 miRNA 進(jìn)行了聯(lián)合分析，成功地揭示了可能與胃癌發(fā)生相關(guān)的一些保守性 miRNA。研究結(jié)果證明了 miRNA 在調(diào)節(jié)胃癌發(fā)生中起著重要的信號傳導(dǎo)作用，MIR143-3p 缺失對 BRD2 表達(dá)和 CDDP 抗性的影響研究表明，恢復(fù) MIR143-3p 的方法可能有助于胃癌的預(yù)防和治療。

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