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miRNA是一类由18-24个碱基组成的物种间保守的非编码RNA,在多种生物学过程中发挥着重要的作用,参与发育,分化以及干性维持。miRNA的异常表达跟许多人类疾病(如癌症)的发生以及发展密切相关。
本研究发现miR-486-3p在癌症组织中的表达相对于癌旁组织显著下调,随后TCGA数据库miR-486-3p表达数据与乳腺癌患者生存率相关性分析发现,miR-486-3p高表达病人生存率显著高于低表达病人,预示miR-486-3p在癌症中发挥着重要作用。因此,本研究将开展miR-486-3p在癌症中的作用以及机制分析。
随着miRNA存贮平台的建立以及生物信息学的发展,miRNA互补对特殊结构被发现,而本研究的miR-486刚好能够被加工成互补miRNA对,即miR-486-5p与miR-486-3p成熟体互补配对,本研究发现miRNA-486互补对特殊结构导致利用传统的miRNA模拟物以及过表达pri-miRNA的方法均不能实现miR-486-3p的特异性过表达,为此,在shRNA慢病毒表达系统的基础上,本研究建立了针对miR-486-3p特异性过表达的慢病毒系统,且该系统同时适用于其他miRNA互补对单一miRNA的特异性过表达。
利用建立的miR-486-3p的特异过表达慢病毒系统,本研究分析了miR-486-3p对癌症生物学特性的影响,发现miR-486-3p能够通过调控癌细胞周期显著抑制癌细胞增殖以及克隆形成,且荷瘤鼠表皮瘤实验证实,在体内miR-486-3p也具有抑制癌细胞增殖的作用。其次,过表达miR-486-3p能够显著诱导癌症细胞的凋亡,增加癌细胞的化疗敏感性。另外,还发现miR-486-3p能够通过影响癌细胞形态进而抑制癌细胞的侵袭以及迁移。
为进一步探讨miR-486-3p影响癌症生物学特性的分子机制,本研究利用RNA-Seq技术筛选出与细胞形态改变相关的基因TBCA、HMGA1、ARPC1B以及Rac3作为miR-486-3p的潜在靶基因,通过报告基因活性以及Western blot验证,本研究首次证实miR-486-3p靶向调控TBCA、HMGA1、ARPC1B以及Rac3基因。随后对靶基因是否参与miR-486-3p调控癌症生物学特性过程进行探究,结果表明,分别下调TBCA、HMGA1、ARPC1B以及RAC3均影响癌细胞的细胞周期,下调TBCA、HMGA1以及ARPC1B能够通过影响细胞形态来抑制癌细胞的侵袭以及迁移,但RAC3基因的下调对细胞形态以及癌细胞的侵袭迁移没有影响。最后,利用尾静脉注射稳转萤火虫荧光素酶的癌细胞制备小鼠体内转移模型,结合小动物活体成像,本研究证实过表达miR-486-3p以及下调其靶基因TBCA、HMGA1以及ARPC1B表达均能够抑制癌细胞体内的转移。
利用GO以及KEGG富集分析RNA-Seq数据,本研究发现并验证miR-486-3p的过表达能够使MAPK信号通路发生改变,MAPK信号通路的改变会影响癌细胞增殖,凋亡以及侵袭迁移等生物学特性。且本研究证实miR-486-3p至少能够通过靶向下调其靶基因影响ERK的磷酸化水平从而对癌症的生物学特性产生影响。
癌症干细胞是癌症复发以及转移的根源,为了进一步明确miR-486-3p在癌症转移中的作用,本研究通过模拟癌症干细胞微环境构建了简单高效的癌症干细胞筛选以及富集平台来探究miR-486-3p在癌症干细胞中的作用。结果表明,过表达miR-486-3p以及敲低其靶基因TBCA、HMGA1以及ARPC1B显著抑制癌症干细胞团的生长以及体内的转移。miR-486-3p至少能够通过靶向下调其靶基因TBCA、HMGA1以及ARPC1B调控MAPK信号通路来抑制癌症干细胞的自我增殖以及体内的转移。
综上所述,本研究成功构建了miR-486-3p特异性过表达的慢病毒系统。利用构建的系统证实miR-486-3p至少能够通过靶向下调其靶基因TBCA、HMGA1、ARPC1B以及RAC3调控MAPK信号通路在癌症的发生发展以及癌症干细胞自我复制增殖以及体内转移中发挥着重要的作用。本研究为癌症的分子治疗提供了一个新的作用靶点,也为miR-486-3p用于临床的癌症治疗提供了理论依据。
本研究发现miR-486-3p在癌症组织中的表达相对于癌旁组织显著下调,随后TCGA数据库miR-486-3p表达数据与乳腺癌患者生存率相关性分析发现,miR-486-3p高表达病人生存率显著高于低表达病人,预示miR-486-3p在癌症中发挥着重要作用。因此,本研究将开展miR-486-3p在癌症中的作用以及机制分析。
随着miRNA存贮平台的建立以及生物信息学的发展,miRNA互补对特殊结构被发现,而本研究的miR-486刚好能够被加工成互补miRNA对,即miR-486-5p与miR-486-3p成熟体互补配对,本研究发现miRNA-486互补对特殊结构导致利用传统的miRNA模拟物以及过表达pri-miRNA的方法均不能实现miR-486-3p的特异性过表达,为此,在shRNA慢病毒表达系统的基础上,本研究建立了针对miR-486-3p特异性过表达的慢病毒系统,且该系统同时适用于其他miRNA互补对单一miRNA的特异性过表达。
利用建立的miR-486-3p的特异过表达慢病毒系统,本研究分析了miR-486-3p对癌症生物学特性的影响,发现miR-486-3p能够通过调控癌细胞周期显著抑制癌细胞增殖以及克隆形成,且荷瘤鼠表皮瘤实验证实,在体内miR-486-3p也具有抑制癌细胞增殖的作用。其次,过表达miR-486-3p能够显著诱导癌症细胞的凋亡,增加癌细胞的化疗敏感性。另外,还发现miR-486-3p能够通过影响癌细胞形态进而抑制癌细胞的侵袭以及迁移。
为进一步探讨miR-486-3p影响癌症生物学特性的分子机制,本研究利用RNA-Seq技术筛选出与细胞形态改变相关的基因TBCA、HMGA1、ARPC1B以及Rac3作为miR-486-3p的潜在靶基因,通过报告基因活性以及Western blot验证,本研究首次证实miR-486-3p靶向调控TBCA、HMGA1、ARPC1B以及Rac3基因。随后对靶基因是否参与miR-486-3p调控癌症生物学特性过程进行探究,结果表明,分别下调TBCA、HMGA1、ARPC1B以及RAC3均影响癌细胞的细胞周期,下调TBCA、HMGA1以及ARPC1B能够通过影响细胞形态来抑制癌细胞的侵袭以及迁移,但RAC3基因的下调对细胞形态以及癌细胞的侵袭迁移没有影响。最后,利用尾静脉注射稳转萤火虫荧光素酶的癌细胞制备小鼠体内转移模型,结合小动物活体成像,本研究证实过表达miR-486-3p以及下调其靶基因TBCA、HMGA1以及ARPC1B表达均能够抑制癌细胞体内的转移。
利用GO以及KEGG富集分析RNA-Seq数据,本研究发现并验证miR-486-3p的过表达能够使MAPK信号通路发生改变,MAPK信号通路的改变会影响癌细胞增殖,凋亡以及侵袭迁移等生物学特性。且本研究证实miR-486-3p至少能够通过靶向下调其靶基因影响ERK的磷酸化水平从而对癌症的生物学特性产生影响。
癌症干细胞是癌症复发以及转移的根源,为了进一步明确miR-486-3p在癌症转移中的作用,本研究通过模拟癌症干细胞微环境构建了简单高效的癌症干细胞筛选以及富集平台来探究miR-486-3p在癌症干细胞中的作用。结果表明,过表达miR-486-3p以及敲低其靶基因TBCA、HMGA1以及ARPC1B显著抑制癌症干细胞团的生长以及体内的转移。miR-486-3p至少能够通过靶向下调其靶基因TBCA、HMGA1以及ARPC1B调控MAPK信号通路来抑制癌症干细胞的自我增殖以及体内的转移。
综上所述,本研究成功构建了miR-486-3p特异性过表达的慢病毒系统。利用构建的系统证实miR-486-3p至少能够通过靶向下调其靶基因TBCA、HMGA1、ARPC1B以及RAC3调控MAPK信号通路在癌症的发生发展以及癌症干细胞自我复制增殖以及体内转移中发挥着重要的作用。本研究为癌症的分子治疗提供了一个新的作用靶点,也为miR-486-3p用于临床的癌症治疗提供了理论依据。