转移是恶性肿瘤患者死亡的主要原因,研究表明microRNA(miRNA)与肿瘤转移密切相关。本组发现miR-140瞬时转染可抑制肿瘤细胞增殖,miR-140在大肠癌中表达显著低于大肠粘膜,但miR-140与肿瘤转移的关系尚不清楚。本研究将构建miR-140慢病毒表达载体并筛选稳定表达miR-140的结肠癌细胞HCT116,通过体外实验观察miR-140对细胞增殖、迁移侵袭的影响;体内实验观察miR-140对HCT116细胞在NOD/SCID小鼠脾脏内增殖和在肝脏等脏器转移的影响;机制研究,确定miR-140通过下调转移相关因子CXCL12、IGFBP-5、Adamts-5和SMAD3等抑制转移,通过Ingenuity Pathways Analysis(IPA)软件分析miR-140及其调控的分子网络与肿瘤增殖和转移的关系。本研究将证明miR-140可抑制肿瘤转移,为肿瘤转移治疗提供靶点。
miR-140;Tumor invasion;Tumor metastasis;Colorectal cancer;
转移是恶性肿瘤患者死亡的主要原因,研究表明microRNA(miRNA)与肿瘤转移密切相关。microRNA-140(miR-140)是一种在软骨增生和发育中起重要作用的微小RNA,我们此前的研究发现miR-140可抑制结肠癌细胞和骨肉瘤细胞增殖,且miR-140在人大肠癌组织中的表达显著低于大肠粘膜,表明miR-140可能在肿瘤发生中起到抑制因子作用,但miR-140在肿瘤侵袭转移中的作用及其机制尚不清楚。通过生物信息学分析,我们发现miR-140调控了一些与肿瘤侵袭转移密切相关的基因,在前期基础上,我们以结肠癌为实验模型,探讨miR-140在肿瘤侵袭转移中的作用及其分子机制。我们验证了Smad3、ADAMTS5、IGFBP5、HDAC4和CXCL12等是miR-140的直接靶点。划痕实验和Transwell小室等显示 miR-140可显著抑制结肠癌细胞的迁移和侵袭能力,这与miR-140下调Smad3、ADAMTS5、IGFBP5和CXCL12等有关。Smad3是参与上皮-间质转化过程(EMT)调控的重要转录因子,miR-140可通过下调Smad3抑制EMT过程而抑制结肠癌细胞迁移和侵袭能力。miR-140可通过下调细胞增殖相关基因Smad3和HDAC4显著抑制结肠癌细胞增殖能力。miR-140和Smad3 shRNA慢病毒表达载体均可显著减小结肠癌局部瘤体积和抑制结肠癌细胞肺转移能力。miR-140在人结肠癌组织中的表达显著低于癌旁组织,在转移组织中的表达显著低于原发灶组织,miR-140表达水平与结肠癌TNM分期和转移呈负相关。人结肠癌组织中ADAMTS5和IGFBP5表达显著高于癌旁组织,相关性分析发现ADAMTS5和IGFBP5表达与miR-140水平之间呈显著负相关。ADAMTS5和IGFBP5在结肠癌组织中的表达均明显高于癌旁组织,且ADAMTS5和IGFBP5过表达与结肠癌TNM分期和转移程度成正相关。利用IPA软件分析构建miR-140与靶基因之间的分子网络。综上,本研究结果证明miR-140通过下调Smad3、ADAMTS5、IGFBP5、HDAC4和CXCL12等抑制结肠癌增殖和侵袭转移能力,是肿瘤增殖和转移的关键抑制因子和抗肿瘤治疗的候选靶点。本研究成果将为通过调控 miR-140达到抑制肿瘤增殖和转移并改善患者预后的目的奠定实验基础。