背景与目的 恶性肿瘤是威胁人类生命健康的一类难治性疾病。其中肺癌的全球发病率和死亡率位居所有肿瘤首位。前列腺癌和宫颈癌分别是男性和女性人群较为高发的两种癌症。骨肉瘤则是好发于儿童或青少年的一类恶性肿瘤。对这些肿瘤的发展和防治的探讨一直以来是研究者们关注的热点。ATP柠檬酸裂解酶(ATP citrate lyase,ACLY)是细胞能量代谢中的关键酶,通过催化胞浆柠檬酸生成乙酰辅酶A,介导脂肪酸和胆固醇的从头合成途径。业已发现在许多肿瘤中ACLY的表达异常,而抑制ACLY能起到一定的抗肿瘤作用。microRNA(miRNA)是一类内源性非编码小RNA,通过转录后下调其靶基因的表达,在肿瘤生长转移以及代谢中发挥重要作用。迄今为止,尚未有肿瘤中miRNA靶向调控ACLY的报道。本研究旨在探寻ACLY的靶标miRNA,并试图从多肿瘤多方面验证其肿瘤抑制和治疗的作用。方法与结果 我们运用免疫组化染色的方法,观察了ACLY蛋白在117例骨肉瘤、135例前列腺癌、129例宫颈癌、150例肺癌的临床标本,以及相应边缘正常组织中的表达。结果发现与正常组织相比,四种肿瘤中ACLY蛋白水平普遍呈显著高表达。其中ACLY在四种病理亚型的骨肉瘤中体现出不同的特征性表达模式,一定程度上可以作为鉴别骨肉瘤亚型的标志;在前列腺癌、宫颈癌和肺癌,ACLY的表达随着肿瘤病理分级的增加而升高,分化差的肿瘤具有更高的ACLY水平;在宫颈癌和肺癌,ACLY的表达也随着肿瘤临床分期的递增而增加,可以作为肿瘤预后差的标志。通过生物信息学分析、Real-time PCR和荧光报告基因活性测定,我们确定并证明了miR-22能够靶向结合于ACLY的3’UTR并发挥负向调控ACLY蛋白表达的作用。通过RNA原位杂交的方法,我们检测到四种肿瘤的临床组织标本中miR-22均呈低表达或几乎无表达,与ACLY的肿瘤表达模式正好相反。我们采用MTT法、Transwell实验以及流式细胞术观察了四种癌细胞在miRNA的模拟物或抑制剂转染后的生物学行为变化,发现miR-22能通过下调ACLY的水平,有效地发挥抑制四种肿瘤细胞的增殖和侵袭,并诱导细胞凋亡的作用。另一方面,我们利用裸鼠作为模式生物,建立了四种肿瘤的体内动物成瘤模型,用肿瘤内注射miRNA类似物的方法导入miR-22,并用活体生物发光成像技术全程观察和监测肿瘤的发生发展进程,实验结束后对肿瘤组织进行免疫组化染色。我们发现,四种肿瘤的体内荷瘤裸鼠模型经miR-22治疗后,肿瘤能明显缩小、远处转移减少,癌细胞内ACLY的表达也大大降低,并且裸鼠的生存期也得以延长。为探讨miR-22和ACLY抗肿瘤的机制,我们对miRNA干预后的肿瘤细胞进行脂质染色,并对ACLY下游生脂酶的蛋白和mRNA水平进行体内外检测。结果发现miR-22可能通过下调ACLY介导的脂肪从头合成代谢,降低下游生脂关键酶FASN和HMGCR的表达,最终导致肿瘤抑制的效应。结论 本研究首次发现miR-22可以通过靶向下调ACLY的表达,抑制下游的脂肪合成代谢途径,在体内外达到治疗骨肉瘤、前列腺癌、宫颈癌和肺癌四种肿瘤的效果。这为恶性肿瘤的临床早期治疗提供了理论基础,并为新型抗癌药物靶点的开发拓宽了思路。