GRHPR抑制肝细胞癌发展的生物学功能及其上游miRNA调控机制研究

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研究背景及目的肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma,HCC)是世界上恶性程度最高、致死率最高的癌症之一。由于早期诊断困难、术后复发和转移的可能性很高,HCC患者的预后非常差,HCC的肿瘤发生发展分子机制尚未完全阐明,因此鉴定关键的HCC生物标志物确定潜在的治疗靶标对HCC的早期诊断和改善患者预后至关重要。乙醛酸还原酶/羟基丙酮酸还原酶(Glyoxylate reductase/hydroxypyruvate reductase,GRHPR)是一种同源二聚酶,属于D-2-羟基酸脱氢酶超家族。关于GRHPR的研究主要集中于原发性高草酸尿症,在癌症中的研究较少。现有的研究表明GRHPR在多种癌组织中低表达,如乳腺癌、大肠癌、肾透明细胞癌和HCC,提示其可能是个潜在的抑癌基因。虽然已有研究表明GRHPR在HCC中低表达,但是该研究并未阐明其在HCC中的生物学功能和相关的分子机制。因此本课题首先通过构建稳定过表达GRHPR的HCC细胞株,探究GRHPR对HCC细胞增殖、迁移和侵袭的影响,再通过寻找其上游靶miRNA,揭示GRHPR受miRNA调控影响HCC发展的生物学功能,最后结合下游信号通路阐明GRHPR抑制HCC细胞增殖转移的分子机制。为GRHPR在临床HCC诊断与治疗中的应用提供理论基础,给HCC患者的治疗提供新的思路。研究方法1.通过实时荧光定量聚合酶链式反应(Quantitative real-time polymerase chain reaction,q PCR)和蛋白质免疫印迹法(Western blot)检测HCC患者癌组织和癌旁组织中GRHPR的表达。2.利用慢病毒感染构建稳定过表达GRHPR的HCC细胞株,通过CCK-8细胞增殖、克隆形成、细胞周期、伤口愈合、Transwell迁移和侵袭实验检测GRHPR过表达对体外HCC细胞增殖、迁移和侵袭的影响。3.利用裸鼠皮下成瘤实验探究GRHPR过表达对体内HCC肿瘤生长的影响。4.利用生物信息学预测GRHPR的上游miRNA,通过双荧光素酶报告基因实验验证miR-138-5p与GRHPR的靶向关系。5.Mi R-138-5p mimic/inhibitor转染HCC细胞,通过CCK-8细胞增殖、Transwell迁移和侵袭实验检测miR-138-5p对体外HCC细胞增殖、迁移和侵袭的影响。6.过表达GRHPR慢病毒和miR-138-5p mimic/inhibitor共转染HCC细胞,通过CCK-8细胞增殖、Transwell迁移和侵袭实验验证miR-138-5p是否参与了GRHPR对体外HCC细胞增殖、迁移和侵袭能力的调控。7.通过Western blot检测PI3K/AKT信号通路相关蛋白的表达,探究GRHPR、miR-138-5p以及过表达GRHPR慢病毒和miR-138-5p mimic/inhibitor共转染对体外HCC细胞PI3K/AKT信号通路的影响。研究结果1.GRHPR在HCC患者癌组织中的m RNA和蛋白表达水平均显著低于癌旁组织。2.GRHPR过表达显著抑制了体外HCC细胞的增殖、克隆形成、细胞周期G1/S期转变以及迁移和侵袭;抑制裸鼠体内肿瘤生长。3.Mi R-138-5p是GRHPR的上游靶miRNA。4.过表达miR-138-5p促进体外HCC细胞的增殖、迁移和侵袭,下调miR-138-5p结果相反。5.GRHPR受miR-138-5p调控抑制体外HCC细胞的增殖、迁移和侵袭。6.GRHPR过表达显著降低PI3K蛋白磷酸化(p-PI3K)和AKT蛋白磷酸化(p-AKT)水平,抑制HCC细胞中PI3K/AKT信号通路的活性。Mi R-138-5p表达上调激活PI3K/AKT信号通路;miR-138-5p表达下调抑制PI3K/AKT信号通路活性。GRHPR抑制PI3K/AKT信号通路活性受到miR-138-5p的调控。研究结论1.GRHPR过表达抑制体外HCC细胞的增殖、迁移和侵袭,抑制裸鼠体内肿瘤生长。2.GRHPR受miR-138-5p调控,通过PI3K/AKT信号通路抑制HCC细胞的增殖、迁移和侵袭。
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