文獻名：

Integrated Analysis of Mouse and Human Gastric Neoplasms Identifies Conserved microRNA Networks in Gastric Carcinogenesis

單位：南京醫(yi)科(ke)大學第(di)一附屬醫(yi)院(yuan)

期刊：Gastroenterology

影響因子：20.77

使用(yong)服(fu)務：miRNA sequencing

胃(wei)癌(ai)(ai)作為(wei)(wei)全球癌(ai)(ai)癥(zheng)(zheng)相關死(si)亡(wang)的第三(san)大原因(yin)，每(mei)年(nian)有(you)超過 700,000 人死(si)于癌(ai)(ai)癥(zheng)(zheng)。近三(san)分之(zhi)一的癌(ai)(ai)癥(zheng)(zheng)患(huan)者(zhe)在(zai)晚期(qi)（III 期(qi)或 IV 期(qi)）才被(bei)診(zhen)斷(duan)(duan)出來，此(ci)時患(huan)者(zhe)的五年(nian)生(sheng)存率(lv)僅為(wei)(wei) 5.2%，搞清楚胃(wei)癌(ai)(ai)發生(sheng)過程中(zhong)的分子變化機制將有(you)助于胃(wei)癌(ai)(ai)的早(zao)期(qi)診(zhen)斷(duan)(duan)和治療(liao)方(fang)案的選擇(ze)。在(zai)癌(ai)(ai)癥(zheng)(zheng)研究(jiu)中(zhong)，miRNA 通(tong)常根據其靶基(ji)因(yin)的功(gong)能被(bei)定義(yi)為(wei)(wei)致癌(ai)(ai)基(ji)因(yin)或抑癌(ai)(ai)基(ji)因(yin)。因(yin) miRNA 的表達(da)具(ju)有(you)組織特異性，且相較于 mRNA 和蛋白質(zhi)，miRNA 更為(wei)(wei)穩定，因(yin)此(ci) miRNA 是非(fei)常理想的癌(ai)(ai)癥(zheng)(zheng)生(sheng)物標志物。本文作者(zhe)極具(ju)創新的將人和小(xiao)鼠的胃(wei)癌(ai)(ai) miRNA 測序數據進行聯合分析，鑒(jian)定到(dao)了胃(wei)癌(ai)(ai)發生(sheng)早(zao)期(qi)階段保(bao)守的分子機制。

1、人和小鼠胃癌中保守 miRNA 的鑒定

首先(xian)研究人(ren)(ren)員(yuan)分(fen)別(bie)利用 miRNA 測序技(ji)術對人(ren)(ren)（NG，TANG，GC）和小(xiao)鼠(shu)（WT，mGC）進(jin)行(xing)胃(wei)癌相關 miRNA 的(de)篩選，然后(hou)將獲得的(de)人(ren)(ren)和小(xiao)鼠(shu)的(de)差異 miRNA 進(jin)行(xing)聯合分(fen)析，共篩選到 58 個 miRNA 在(zai)人(ren)(ren)和小(xiao)鼠(shu)胃(wei)癌中(zhong)均為高表(biao)(biao)達，5 個 miRNA 在(zai)人(ren)(ren)和小(xiao)鼠(shu)胃(wei)癌中(zhong)均為低表(biao)(biao)達。利用 IPA 技(ji)術對這(zhe) 63 個人(ren)(ren)和小(xiao)鼠(shu)中(zhong)同時差異表(biao)(biao)達的(de) miRNA 的(de)靶(ba)基因進(jin)行(xing)功能(neng)富集分(fen)析，發(fa)現有 18 條信號通路在(zai)人(ren)(ren)和小(xiao)鼠(shu)中(zhong)都發(fa)生了顯著變化。

2、測序結果的驗證

為驗(yan)證(zheng)(zheng)測序結(jie)果(guo)(guo)的(de)準確性(xing)，研究(jiu)人(ren)員挑選了(le) 6 個具有代表(biao)性(xing)的(de) miRNA 進(jin)(jin)行了(le) qRT-PCR 驗(yan)證(zheng)(zheng)，結(jie)果(guo)(guo)顯示測序結(jie)果(guo)(guo)理想。為進(jin)(jin)一步證(zheng)(zheng)明將人(ren)和(he)小(xiao)(xiao)鼠(shu)(shu)的(de)胃癌(ai) miRNA 數據進(jin)(jin)行聯合分析(xi)的(de)合理性(xing)，研究(jiu)人(ren)員進(jin)(jin)行了(le)大(da)(da)樣(yang)本(ben)量的(de)擴大(da)(da)驗(yan)證(zheng)(zheng)，結(jie)果(guo)(guo)顯示測序結(jie)果(guo)(guo)中高表(biao)達的(de) MIR135B-5p, MIR196B-5p 和(he) MIR92A-5p 在擴大(da)(da)樣(yang)本(ben)驗(yan)證(zheng)(zheng)時(shi)，在人(ren)和(he)小(xiao)(xiao)鼠(shu)(shu)同(tong)樣(yang)都(dou)是高表(biao)達，與此同(tong)時(shi)，低表(biao)達的(de) MIR143-3p, MIR204-5p and MIR133-3p 在擴大(da)(da)樣(yang)本(ben)驗(yan)證(zheng)(zheng)時(shi)，在人(ren)和(he)小(xiao)(xiao)鼠(shu)(shu)同(tong)樣(yang)都(dou)是低表(biao)達，同(tong)時(shi)發現這 6 個 miRNA 在胃癌(ai)的(de)早期階段和(he)晚期階段表(biao)達量沒有太大(da)(da)的(de)變化。上(shang)述結(jie)果(guo)(guo)表(biao)明將人(ren)和(he)小(xiao)(xiao)鼠(shu)(shu)的(de) miRNA 測序結(jie)果(guo)(guo)進(jin)(jin)行聯合分析(xi)是可行的(de)并且(qie)是合理的(de)。

3、MIR143-3p 重建抑制胃癌細胞系和組織器官中的細胞增殖

為進一步(bu)研(yan)究(jiu) miRNA 在胃癌(ai)(ai)發生發展中(zhong)的具(ju)(ju)體(ti)(ti)作用機制，研(yan)究(jiu)人(ren)員選定 MIR143-3p 進行深入研(yan)究(jiu)。研(yan)究(jiu)發現 MIR143-3p 在人(ren) TANG 部位(wei)和小(xiao)鼠 LGD 部位(wei)，各(ge)類胃癌(ai)(ai)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)系(xi)中(zhong)均(jun)顯(xian)示(shi)(shi)表(biao)(biao)(biao)達下(xia)調(diao)，表(biao)(biao)(biao)明 MIR143-3p 可能(neng)在胃癌(ai)(ai)的早期階(jie)段發揮(hui)作用。對其生物學功能(neng)的研(yan)究(jiu)發現，在 STKM2 細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)系(xi)中(zhong)重(zhong)建(jian)(jian) MIR143-3p 后，細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)活(huo)力(li)顯(xian)著降低(di)，其他幾個細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)系(xi)重(zhong)建(jian)(jian) MIR143-3p 同樣出現細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)活(huo)力(li)下(xia)降的現象，表(biao)(biao)(biao)明該實驗結(jie)(jie)果(guo)在體(ti)(ti)外具(ju)(ju)有可重(zhong)復性。在小(xiao)鼠的胃里(li)重(zhong)建(jian)(jian) MIR143-3p，結(jie)(jie)果(guo)顯(xian)示(shi)(shi)小(xiao)鼠的胃體(ti)(ti)積明顯(xian)縮(suo)小(xiao)。上述(shu)結(jie)(jie)果(guo)表(biao)(biao)(biao)明 MIR143-3p 重(zhong)建(jian)(jian)降低(di)了體(ti)(ti)外人(ren)胃癌(ai)(ai)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)和小(xiao)鼠體(ti)(ti)內組(zu)織器官(guan)的細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)活(huo)力(li)和增殖能(neng)力(li)。

4、MIR143-3p 下調 BRD2 蛋白水平，抑制 MYC 的轉錄

通過(guo)對(dui) 3 個 miRNA 數據庫的(de)(de)查找，都發現 BRD2 是(shi)人和(he)(he)(he)小鼠中 MIR143-3p 的(de)(de)靶基因。對(dui)胃癌細胞系中 MIR143-3p 的(de)(de)表達量和(he)(he)(he) BRD2 的(de)(de)蛋(dan)白水(shui)平(ping)(ping)進行分析發現，各細胞系中 MIR143-3p 均為(wei)低表達，而 BRD2 和(he)(he)(he) MYC 均為(wei)顯著高表達。在各細胞系中重建 MIR143-3p，則出現 BRD2 和(he)(he)(he) MYC 表達量下調(diao)的(de)(de)現象。為(wei)進一步證實(shi) BRD2 是(shi) MIR143-3p 的(de)(de)直接靶基因，利用 BRD2 3'UTR 報(bao)(bao)告基因來進行驗證，結(jie)果表明 MIR143-3p 重建顯著降(jiang)(jiang)低野生型(xing) BRD2 3'UTR 報(bao)(bao)告基因的(de)(de)熒光(guang)值。同時利用 c -MYC 啟(qi)動子報(bao)(bao)告基因進行相關(guan)實(shi)驗，結(jie)果顯示 MIR143-3p 重建或(huo) BRD2 過(guo)表達都會降(jiang)(jiang)低 c -MYC 啟(qi)動子報(bao)(bao)告基因的(de)(de)熒光(guang)值。上述結(jie)果表明胃癌中 MIR143-3p 直接與 BRD2 結(jie)合(he)，導致其蛋(dan)白水(shui)平(ping)(ping)降(jiang)(jiang)低，隨后下調(diao) c -MYC 的(de)(de)轉錄。

5、MIR143-3p 促進 PARP 的裂解和胃癌細胞對 CDDP 的敏感性

BRD 蛋(dan)白(bai)家族(zu)的(de)(de)(de)抑(yi)制(zhi)劑在(zai)胃(wei)(wei)癌(ai)的(de)(de)(de)臨床治療(liao)被廣泛使用。既然 MIR143-3p 能夠抑(yi)制(zhi) BRD2 的(de)(de)(de)表達(da)，因此(ci)研究(jiu)(jiu)人(ren)員想(xiang)要通過對 CDDP 的(de)(de)(de)治療(liao)敏(min)感(gan)性來了(le)解重(zhong)建 MIR143-3p 是否具有(you)胃(wei)(wei)癌(ai)臨床治療(liao)效果，結果表明(ming)(ming)在(zai)各(ge)類胃(wei)(wei)癌(ai)細(xi)胞(bao)系中 MIR143-3p 重(zhong)建降低了(le) CDDP IC50s，提高(gao)了(le)對 CDDP 的(de)(de)(de)敏(min)感(gan)性。進(jin)一步研究(jiu)(jiu)結果表明(ming)(ming) MIR143-3p 重(zhong)建減低 BRD2 和 c -MYC 蛋(dan)白(bai)水平，同時提高(gao)裂解的(de)(de)(de) PARP 蛋(dan)白(bai)水平顯著提高(gao)。此(ci)外(wai)，研究(jiu)(jiu)發現 BRD2 具有(you)胃(wei)(wei)癌(ai)預后作用。

6、體內 MIR143-3p 重建抑制腫瘤異種移植體的生長并增強其對 CDDP 的敏感性

為證明上述(shu)胃癌中(zhong) MIR143- 3 的(de)研究結(jie)果(guo)，研究人員通過(guo)腫瘤異種移植體(ti)(ti)(ti)進行了(le)體(ti)(ti)(ti)內研究，結(jie)果(guo)表(biao)明重建 MIR143-3p 并進行 CDDP 處理(li)(li)顯著抑制腫瘤的(de)生長，腫瘤體(ti)(ti)(ti)積(ji)減(jian)小，同(tong)時 BRD2 和 c -MYC 的(de)蛋(dan)白水平下(xia)降，而單(dan)獨進行 CDDP 處理(li)(li)，并不會(hui)引起上述(shu)結(jie)果(guo)。上述(shu)結(jie)果(guo)表(biao)明 MIR143-3p 重建抑制腫瘤異種移植體(ti)(ti)(ti)的(de)生長，與此同(tong)時增強其對 CDDP 的(de)敏感(gan)性。

該研究(jiu)將人(ren)和(he)小(xiao)鼠中(zhong)的胃癌(ai) miRNA 進行了(le)聯合分析，成(cheng)功地揭示(shi)了(le)可能與胃癌(ai)發生相關的一些(xie)保守性 miRNA。研究(jiu)結果證(zheng)明(ming)了(le) miRNA 在調節胃癌(ai)發生中(zhong)起(qi)著重要(yao)的信號傳導作用(yong)，MIR143-3p 缺失對 BRD2 表達和(he) CDDP 抗性的影響研究(jiu)表明(ming)，恢復 MIR143-3p 的方法可能有助于胃癌(ai)的預(yu)防和(he)治療。

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