肿瘤干细胞的增殖和分化是造成肿瘤治疗失败的主要原因。在一些长链非编码RNA(1ong noncoding RNA,lncRNA)内含多种miRNA的互补序列,能通过与miRNA结合的方式对其表达和活性进行调节,从而对基因进行转录后调控。肿瘤干细胞中存在特异性的lncRNA,它们是保持干细胞特性和诱导分化的关键分子。但是lncRNA对肿瘤干细胞分化的调控机制尚不清楚。本研究选用结肠癌干细胞作为研究对象,以前期筛选出的lncRNA-LOCCS分子为主线,采用报告基因、表达质粒、RNA干扰等方法作为主要研究手段,了解在结肠癌干细胞向结肠癌细胞分化过程中,LOCCS分子对于miR-93表达和活性的影响;同时观察其下游受调节基因HDAC8、TLE4表达的变化,探讨LOCCS在人结肠癌干细胞定向分化中的作用,试图进一步阐明肿瘤的发生机制,并为结肠癌干细胞标志物的选择及其根除治疗做些探索性的工作。
本课题组在前期实验中比较了结肠癌细胞株(SW1116)和结肠癌干细胞株(SW1116csc)miRNA表达谱的差异,其中miR-93的表达具有显著差异,miR-93能抑制SW1116csc细胞增殖和集落形成。为探索miR-93的上游调节分子及其作用机制,我们在SW1116csc细胞内筛选出一条含有miR-93互补序列的lncRNA,作为下一步实验的研究对象,并将其命名为LOCCS(lncRNA overexpressed in colon cancer stem cells)。首先我们从结肠癌细胞SW1116中分离结肠癌干细胞SW1116csc并传代培养;根据LOCCS的序列设计并合成siRNA,构建和转导pENTR/U6-siLOCCS质粒,定量PCR法检测pENTR/U6-siLOCCS转导SW1116csc细胞后miR-93表达水平的改变;然后合成miR-93序列,构建和转导pGL3M-miR-93荧光素酶报告载体;再采用全基因合成方法合成LOCCS序列,构建和转导pcDNA-LOCCS质粒,应用双荧光素酶报告分析系统检测内源性和外源性LOCCS分子对pGL3M-miR-93的抑制作用;最后,在上调或下调LOCCS的过程中,采用定量PCR法和Western blot法检测HDAC8、TLE4、CD133、CD29、Stratifin和Musashi-1表达水平的变化,同时检测SW1116csc细胞生长曲线和集落形成率的改变。研究结果显示pENTR/U6-siLOCCS质粒经测序鉴定能成功表达siRNA,定量PCR法检测pENTR/U6-siLOCCS转导后的SW1116csc细胞,其miR-93表达水平明显升高。pGL3M-miR-93质粒经测序鉴定能成功表达miR-93,应用双荧光素酶报告分析系统检测发现内源性和外源性LOCCS分子对pGL3M-miR-93具有明显抑制作用。我们还观察到细胞内的LOCCS水平与细胞增殖和集落形成率呈正相关。本研究证实了LOCCS在SW1116csc细胞内具有“miRNA海绵”作用,能够吸附miR-93,降低miR-93的表达水平,在miR-93的上游对其起到调控作用。LOCCS促进细胞增殖和集落形成,与miR-93的作用正好相反。