miR-224-5p靶向PTEN介导胰腺黏液性囊腺癌细胞增殖、迁移、侵袭和上皮间充质转化的机制研究

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目的:胰腺黏液性囊性肿瘤(MucousCystic neoplasms,MCN)起源于胰腺导管上皮细胞,是胰腺囊性肿瘤常见类型之一,在胰腺肿瘤中比较少见。胰腺黏液性囊腺瘤有潜在恶性,癌变率高,长期随访证实,MCN可恶变为癌,即胰腺黏液性囊腺癌(Mucous Cystadenocarcinoma,MCC)。胰腺黏液性囊腺癌临床罕见,恶变机制不明,有学者认为胰腺黏液性囊腺癌起源于胰腺导管上皮细胞,亦有学者认为胰腺黏液性囊腺癌是由黏液性囊腺瘤恶变发展而来。在恶性肿瘤中 miRNAs 扮演着“癌基因”或“抑癌基因”的重要角色,miRNA可能成为肿瘤治疗的新靶点。miR-224-5p的表达具有组织特异性和时空特异性,其潜在发挥抗肿瘤效应与其数十种蛋白底物密切相关,而这些蛋白底物绝大多数为转录因子,其结合所产生的转录激活效应,涉及肿瘤发生、演进等几乎所有环节。有关胰腺黏液性囊腺癌这种罕见肿瘤的文献极少,我们课题组前期对MCN各阶段病变组织、囊液和血清miRNA 分别进行差异基因筛选,并通过qPCR 验证锚定关键分子miR-224-5p,但是,有关 miR-224-5p对胰腺黏液性囊腺癌细胞生物学功能影响及作用机制尚不清楚。本研究旨在明确 miR-224-5p在胰腺黏液性囊腺癌中的表达及对MCC-1细胞增殖、迁移、侵袭及上皮间充质转化(Epithelial toMesenchymalTransition,EMT)生物学功能的影响,并探讨其作用机制。
  方法:本研究我们选用全世界仅有的一株人胰腺黏液性囊腺癌细胞株( MCC-1细胞),通过MTT、划痕实验、Transwell assay等细胞学实验方法和动物实验方法,分别从细胞水平和体内水平探讨miR-224-5p对MCC-1细胞生物学影响,包括增殖、迁移、侵袭及其EMT的过程,以及作用机制。通过合成miR-224-5p mimic/inhibitor和构建miR-224-5p慢病毒表达载体,分别上调和下调MCC-1细胞中miR-224-5p的表达水平,使用MTT法检测细胞增殖活性的改变。Wound healingassay和Transwellassay用于检测细胞的迁移能力改变。Transwell assay检测细胞侵袭能力的变化。qRT-PCR实验检测细胞中EMT相关基因mRNA的变化。构建胰腺黏液性囊腺癌裸鼠皮下移植瘤模型,体内检测miR-224-5p对MCC-1细胞成瘤能力的影响。应用常用的生物信息学软件(TargetScan,miRanda,Pictar)预测miR-224-5p与PTEN的结合位点。双荧光素酶报告实验验证miR-224-5p与靶基因PTEN直接结合关系。检测MCC-1细胞、转染慢病毒表达载体(过表达和低表达miR-224-5p)的MCC-1稳转细胞以及裸鼠皮下移植瘤中miR-224-5p表达水平和PTEN 的mRNA及蛋白水平表达水平,探讨miR-224-5p表达与PTEN表达的相关性。免疫组化方法检测4例胰腺黏液性囊腺癌患者病理切片中PTEN蛋白的表达情况。转染PTEN siRNA和PTEN质粒至相应的MCC-1细胞中进行功能回复实验,在MCC-1细胞中同时抑制miR-224-5p和PTEN的表达后观察MCC-1细胞的增殖、迁移、侵袭及EMT能力的改变情况;以及在MCC-1细胞中同时过表达miR-224-5p和PTEN的表达后观察MCC-1细胞的增殖、迁移、侵袭及EMT能力的改变情况。
  结果:与HPDE细胞相比较,胰腺粘液性囊腺癌MCC-1细胞中的miR-224-5p表达量显著升高,p<0.01。将miR-224-5p慢病毒表达载体感染MCC-1细胞后进行感染效率检测,结果显示:与Lenti-control组相比较,Lenti-miR-224-mimic组能够明显上调MCC-1细胞内miR-224-5p表达水平, p<0.01;Lenti-miR-224-inhibitor组能够下调MCC-1细胞miR-224-5p表达,p<0.05。过表达miR-224-5p可促进MCC-1细胞的增殖能力,抑制miR-224-5p表达可减弱MCC-1细胞的增殖能力。体内裸鼠实验证实:稳定过表达miR-224-5p的MCC-1细胞接种裸鼠后,促进裸鼠皮下移植瘤的生长。miR-224-5p过表达可提高MCC-1细胞的迁移能力,p<0.05,抑制MCC-1细胞内miR-224-5p表达水平可降低细胞的迁移能力,p<0.05。miR-224-5p过表达可提高MCC-1细胞的侵袭能力,p<0.05,miR-224-5p敲低表达可减弱MCC-1细胞的侵袭能力,p<0.05。过表达miR-224-5p可促进MCC-1细胞上皮间充质转化,抑制miR-224-5p可减弱MCC-1细胞上皮间充质转化的过程。生信分析及双荧光素酶报告实验结果显示:鉴定PTEN是miR-224-5p的靶基因。与癌旁组织相比较,胰腺黏液性囊腺癌患者癌组织胞浆中的PTEN蛋白表达水平更低。在MCC-1细胞、转染慢病毒表达载体(过表达和低表达miR-224-5P)的MCC-1稳转细胞以及裸鼠皮下移植瘤中,miR-224-5p的表达水平和PTEN表达负相关。功能回复实验结果显示:抑制PTEN的表达能够逆转miR-224-5p-inhibitor抑制MCC-1细胞增殖、迁移、侵袭及上皮间充质转化的效应, p<0.05;增加PTEN的表达能逆转miR-224-5p-mimic促进MCC-1细胞增殖、迁移、侵袭及上皮间充质转化的效应,p<0.05。
  结论:上述研究结果揭示了 miR-224-5p对胰腺黏液性囊腺癌细胞的生物学功能的作用及机制,即 miR-224-5p在 MCC-1细胞中高表达,靶向抑制 PTEN表达,促进MCC-1细胞增殖、迁移、侵袭及上皮间充质转化的作用。该研究揭示了在胰腺黏液性囊腺癌这一罕见癌种中,miR-224-5p 靶向 PTEN 介导胰腺黏液性囊腺癌细胞增殖、迁移、侵袭和上皮间充质转化的功能新机制,将来有望利用该机制指导临床靶向和精准治疗。
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