腫瘤轉(zhuǎn)移是造成患者死亡的一個重要原因,近年來研究發(fā)現(xiàn)上皮間質(zhì)化(EMT)是在乳腺癌的轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮重要作用。在EMT進程中,上皮細胞失去極性,細胞間連接變得松散,乳腺癌更容易發(fā)生轉(zhuǎn)移。
研究發(fā)現(xiàn)TGF-β1參與誘導(dǎo)乳腺癌上皮間質(zhì)化。并且,TGF-β1不僅可以通過SMAD信號通路,還可以通過MAPK、Rho-like GTPases、以及PI3K誘導(dǎo)EMT的發(fā)生。
近年來miRNAs在乳腺癌中的作用被廣泛研究,其中MiR-10b, miR-21 以及miR-181a 已被報道參與TGF-β1誘導(dǎo)乳腺癌EMT現(xiàn)象的發(fā)生。
作者研究中發(fā)現(xiàn)在TGF-β1誘導(dǎo)乳腺癌細胞系中miR-23表達升高,為了探究其是否參與乳腺癌EMT進程,作者進行了以下研究。
作者檢測了多株乳腺癌細胞系:MCF-7, T47D, MDA-MB-468, BT-549以及MDA-MB-231發(fā)現(xiàn)miR-23在MDA-MB-231中顯著高于MCF-7。在發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的乳腺癌患者中發(fā)現(xiàn)miR-23高表達,提示miR-23可能促進腫瘤進程。作者對MDA-MB-231、 MCF-7細胞給予TGF-β1誘導(dǎo)發(fā)現(xiàn)miR-23在12h,24h均發(fā)生明顯上調(diào)。
(1)作者發(fā)現(xiàn)在miR-23莖環(huán)序列中存在Smad結(jié)合原件序列 :5’-CAGGG-3’。在TGF-β1誘導(dǎo)處理后,野生型 pre-miR-23a表達顯著升高。但將miR-23的Smad結(jié)合原件序列 5’-CAGGG-3’突變后,pre-miR-23a無明顯變化。同時,GST-Smad的pull down實驗發(fā)現(xiàn)pre-miR-23a可以結(jié)合到smad上,且主要結(jié)合MH1功能域。
(2)作者通過向MCF-7與MDA-MB-231轉(zhuǎn)染 miR-23a的抑制劑,給予TGF-β1處理后檢測發(fā)現(xiàn)乳腺癌細胞中E-cadherin表達上調(diào);細胞劃痕實驗發(fā)現(xiàn)給予miR-23a抑制劑后細胞的遷移能力減弱;細胞侵襲實驗發(fā)現(xiàn)給予miR-23a抑制劑后細胞的侵襲能力減弱。同時,腫瘤細胞在裸鼠體內(nèi)轉(zhuǎn)移能力降低。
(1)為了探究miR-23調(diào)控乳腺癌細胞遷移與侵襲能力的機制,尋找到miR-23的靶基因CDH1,并經(jīng)過雙熒光報告實驗驗證miR-23a可以結(jié)合CDH1的3’UTR區(qū)域。蛋白免疫印跡實驗驗證miR-23a轉(zhuǎn)染細胞后,CDH1蛋白水平顯著降低。并且乳腺癌細胞給予TGF-β1處理后,CDH1 mRNA水平降低。
(2)為了探究miR-23的靶基因CDH1在TGF-β1誘導(dǎo)乳腺癌EMT過程中的作用,作者給予乳腺癌細胞miR-23抑制劑處理,同時使用siCDH1沉默CDH1基因表達,研究發(fā)現(xiàn)miR-23a inhibitor可以抑制乳腺癌細胞發(fā)生遷移和侵襲,而siCDH1可以挽救恢復(fù)乳腺癌細胞的遷移和侵襲能力。裸鼠實驗發(fā)現(xiàn)給予miR-23a inhibitor的同時抑制CDH1表達,裸鼠體內(nèi)乳腺癌更易發(fā)生肺轉(zhuǎn)移。
(3)作者設(shè)想miR-23a調(diào)控E-cadherin可能是參與激活Wnt/β-catenin 信號通路進而促進乳腺癌的侵襲。而研究發(fā)現(xiàn)β-catenin在胞漿內(nèi)大量積聚并進入細胞核,與TCF/LEF轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合,激活相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄,從而導(dǎo)致了細胞增殖異常和腫瘤發(fā)生。
作者首先進行蛋白亞細胞組分的測定實驗,發(fā)現(xiàn)上調(diào)miR-23a可以導(dǎo)致β-catenin在細胞核中的積聚。然而,上調(diào)E-cadherin可以抑制Wnt/β-catenin的活性。作者選用siRNA敲減TCF4 與LEF1后,抑制β-catenin 信號通路,顯著減弱細胞的侵襲能力。
文章結(jié)論:
1. TGF-β1處理乳腺癌細胞后,可引起miR-23a表達上調(diào),引起EMT現(xiàn)象的發(fā)生。
2. TGF-β1誘導(dǎo)乳腺癌細胞EMT過程中,抑制miR-23a可以引起E-cadherin表達上調(diào),乳腺癌細胞遷移、侵襲、轉(zhuǎn)移能力降低。
3. miR-23a通過調(diào)控靶基因CDH1參與激活Wnt/β-catenin 信號通路,進而參與調(diào)控E-cadherin,促進乳腺癌的遷移、侵襲、轉(zhuǎn)移過程。
參考文獻:Ma F, Li W, Liu C, et al. MiR-23a promotes TGF-β1-induced EMT and tumor metastasis in breast cancer cells by directly targeting CDH1 and activating Wnt/β-catenin signaling[J]. Oncotarget, 2017.
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