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本文作者:程文捷1唐健2黄凤婷1庄燕妍1陈文博1张世能1作者单位:1中山大学孙逸仙纪念医院消化内科2中山大学附属第六医院消化内科
在对正常组织、慢性胰腺炎、胰腺导管腺癌组织及PDAC来源的细胞系中mir表达谱的研究中发现,miR-143在慢性胰腺炎和胰腺癌组织中表达上调[8,9],而在胰腺癌细胞中表达下调[4],其中以PANC-1和Miapaca-2细胞中下调最明显[10,11]。因此,本课题组选择PANC-1细胞作为本次研究对象,实验结果显示上调miR-143对胰腺癌PANC-1细胞的增殖凋亡并没有显著影响,而对胰腺癌细胞迁移能力有明显的抑制作用。
miR-143与miR-145在人类染色体中的位点非常接近,在5q23位点上仅相差1.8×103bp[6]。miR-143在各种肿瘤如食管癌、结直肠癌、前列腺癌、膀胱癌、卵巢癌和B细胞恶性肿瘤的发生及发展过程中可起到不同程度的抑制作用[12]。如Clape等[13]发现,miR-143抑制前列腺癌细胞的增殖,而对其凋亡没有明显的抑制作用;在肝癌的体内外实验中发现,miR-143可以显著抑制肿瘤的迁移、侵袭能力,而对肝癌细胞的增殖、凋亡能力没有明显的影响[14]。以上结果表明,miR-143在不同肿瘤细胞中所起的抑癌作用的具体表现可能会有所差异。已有研究显示,miR-143在胰腺癌组织中的表达量与全身淋巴结的转移率呈负相关[15]。Kent等[11]通过慢病毒载体上调胰腺癌细胞中miR-143/145簇后发现,PANC-1细胞和其他胰腺癌细胞(Miapaca-2、HPNE-KrasG12D和PANC-2.03)一样可以表现出明显的体外克隆形成及体内成瘤受抑,而分别转染miR-143及miR-145后PANC-1细胞就不表现出上述变化,与本研究结果一致;推测可能在某些细胞中,miR-143需要与miR-145共同表达才能充分发挥其抑癌作用,而且miR-143在不同肿瘤细胞中所起到的抑癌作用的具体表现也会有所差异。新近有研究者分析人肺腺癌吉非替尼耐药细胞株PC9/AB2和亲本细胞株PC9的miR表达谱时发现,miR-143和miR-145在耐药细胞株中均表达上调,提示它们还可能参与肿瘤的耐药[16]。
MiR-143的抑癌作用是通过调控一系列肿瘤相关基因实现的。目前研究发现,miR-143的靶基因有RAS、RREB1[10]、Bcl-2[17]、ERK5[13]、DNMT3A[18]、FSCN1[19]和Hexohinase2[20]等。其中miR-143对RAS基因的抑制作用是通过阻断MAPK、PI3K及JNK通路来实现,而RAS的激活又通过RREB1抑制miR-143的表达;这在胰腺癌及结直肠癌等RAS基因的激活突变非常普遍的肿瘤中均已得到证实,从而解释了miR-143在这些肿瘤中低表达的现象[21]。因此,研究miR-143的靶基因对了解其抑癌作用机制非常必要。
本研究在筛选miR-143靶基因时遵循以下标准:(1)miR-143在胰腺癌中下调,起着抑癌基因的作用,其靶基因应为癌基因或类癌基因因子,并且在胰腺癌中上调;(2)该靶基因在胰腺癌中起着重要作用,与胰腺癌增殖和演进有关;(3)有2个及以上不同软件预测到同一个靶基因;(4)已有研究证实在其他肿瘤或组织中是miR-143靶基因。本研究通过3种软件预测均发现,miR-143能结合在TAK1基因的3’-UTR上,高度提示TAK1很有可能是miR-143的靶基因;随后通过荧光素酶报告基因的检测方法进一步验证了TAK1是miR-143的靶基因。TAK1是丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,又名MAP3K7,属于丝裂原活化蛋白激酶家族成员,它通过特异性的TAK1结合蛋白TAB1~3与泛素化的TRAF6和RIP1结合而活化,从而介导TGFα和IL-2参与细胞内各条信号转导通路,激活Iκβ激酶及MAPKs家族中的JNK及p38,引起NF-κB及AP-1活化的级联反应[22]。Choo等[23]发现,TAK1在体外实验中均能促进结肠癌转移,并能促进某些肿瘤转移相关蛋白(如MMPs及uPA)的表达。然而,TAK1在胰腺癌中的研究尚不够清楚。最近研究表明,Wnt信号通路能促进胰腺癌转移,这一作用可被TAK1抑制剂所阻断,从而提示TAK1可能促进胰腺癌的转移[24]。
综上,本研究结果初步表明,miR-143对胰腺癌细胞PANC-1迁移具有抑制作用,TAK1可能是其作用靶点之一。为了进一步验证这一结果,本课题组下一步的研究计划即检测下调胰腺癌细胞中miR-143水平和改变TAK1的表达量对细胞功能的影响,并检测调控miR-143水平对TAK1蛋白表达的影响,以期为进一步探明miR-143的抑癌作用提供实验证据。