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.2013年2月1日；73(3):1232-44.
doi:10.1158/0008-5472.CAN-12-2968。 Epub 2012年12月11日。

miR-31的表观遗传抑制破坏雄激素受体的内环境平衡并促进前列腺癌的进展

裴春林 1, 邱雅琳, 桑普里特·班纳吉, 京公园, 胡安·米盖尔·莫斯克拉, 尤金妮娅·贾诺普洛, 佩德罗·阿尔维斯, Ashutosh K Tewari公司, 马克·B·格斯坦, Himisha Beltran公司, 阿里·梅尔尼克, Olivier Elemento公司, 弗朗西丝卡·德米切利斯, 马克·鲁宾
附属公司

miR-31的表观遗传学抑制破坏雄激素受体稳态并导致前列腺癌进展

裴春林等。 癌症研究. .

摘要

雄激素受体信号在前列腺癌发病机制中起着关键作用。然而，雄激素受体信号的调节仍不明确。即使采用严格的雄激素剥夺治疗，雄激素受体信号仍然存在。在此，我们的数据表明，肿瘤抑制因子miRNA、miR-31的表达和雄激素受体信号之间存在复杂的相互作用。我们检查了原发性前列腺癌和转移性前列腺癌，发现miR-31的表达因启动子超甲基化而降低，重要的是，miR-31表达水平与疾病的侵袭性呈负相关。由于雄激素受体和miR-31在细胞系中的表达呈负相关，我们的研究进一步表明miR-31和雄激素受体可以相互抑制。miR-31上调通过多种机制有效抑制雄激素受体表达，并抑制体内前列腺癌生长。值得注意的是，我们发现miR-31直接靶向位于编码区的雄激素受体，该编码区通常在前列腺癌中发生突变。此外，miR-31抑制细胞周期调节因子，包括E2F1、E2F2、EXO1、FOXM1和MCM2。总之，我们的发现表明了一种通过miR-31表达介导的新型雄激素受体调节机制。miR-31的下调可能会破坏细胞内稳态，并有助于前列腺癌的演变和进展。我们为表观遗传学治疗提供了启示，并支持检测miR-31启动子甲基化作为一种新的生物标记物的临床发展。

PubMed免责声明

利益冲突声明

潜在利益冲突的披露

没有披露潜在的利益冲突。

数字

图1
图1
由于启动子超甲基化，MiR-31在PCA中下调。A、 PCA中25个差异表达的miRNAs与匹配的良性组织（良性）相比的热图，红色=高表达，绿色=低表达。B、 PCA中miR-31的表达比率与比率1对应的Benign红线。C、 qPCR评估40例PCA和15例Benign中miR-31和MIR31HG的表达。D、 染色体区域9p21.3在各种癌症类型中的缺失分析，灰色表示处于缺失峰的基因。E、 DNA甲基化水平miR-31型PCA和Benign中的启动子（n=12）。F、 比较miR-31型12对匹配的启动子（*p＜0.05，**p＜0.01，***p＜0.0001）。G、 在miR-31型所示细胞系中的启动子。顶部：总体DNA甲基化水平的比较；底部：DNA甲基化水平的热图。每行对应一个样本，每列对应一个单独的CpG单元，即单个CpG位点或CpG部位的组合。H、 通过qPCR和免疫印迹检测miR-31和AR在指定细胞系中的表达（n=3）。一、 经载体（DMSO）或5-氮杂-dC处理的VCaP细胞。左面板和热图：DNA甲基化水平，右面板：miR-31水平（n=3）。J–K，DNA甲基化水平的比较miR-31型三组之间的启动子和miR-31水平：Gleason评分（GS）6，≥7，以及转移癌（METs）。所有条形图均以平均值±SEM表示。
图2
图2
AR和PRC2介导抑制性组蛋白修饰对miR-31表达的调节。A、 miR-31（左面板）和NDRG1、PSA和TMPRSS2（右面板）在转染AR siRNA（siAR）或对照siRNA（siCTL）并用1 nM R1881或载体（乙醇）处理的LNCaP细胞中的表达，通过qPCR进行评估，AR表达通过免疫印迹（n=3）进行评估。B、 通过qPCR和免疫印迹评估PC3neo细胞与AR-表达PC3AR细胞中miR-31和AR的表达（n=3）。C、 用AR、EZH2和H3K27me3抗体在mIR-31型启动子和邻近区域miR-31型在用1 nM R1881或载体（乙醇）处理的LNCaP细胞中（n=3）。红色条表示qPCR区域。D、 含有miR-31基因启动子区−1000 bp和下游区+500 bp与含有空载体或AR-CDS与siCTL或siAR的构建物共同转染HEK293细胞（n=3，*p<0.01）。E、 常规培养基中的LNCaP细胞，在AR、EZH2或两者被击倒后，miR-31水平通过qPCR评估，AR表达通过免疫印迹评估（n=3）。所有条形图均以平均值±SEM表示。
图3
图3
AR下调miR-31。A、 免疫印迹法检测AR蛋白水平。用miR-31或miR-NC转染LNCaP和VCaP细胞（n=3）。B、 用qPCR评估PSA和TMPRSS2的表达（n=3）。用siCTL、siAR、miR-NC、miR-31和miR-31转染的LNCaP细胞用AR-CDS转染48小时，然后用1nM R1881或载体（乙醇）处理24小时。C、 图解说明AR变体1的转录物内三个miR-31 MRE的预测位置的示意图。括号中的数字对应于整个成绩单中的位置（NM_000044）。完美的匹配用一条线表示；G： U由冒号（：）配对。D、 先前报道的突变以红色显示，原始序列以粗体显示。三个点突变，A>G、G>A和G>T位于MRE2内，一个缺失，ΔG位于MRE3内。E、 与含有WT、突变体（mt）或空载体（v）和miR-31或miR-NC（n=3）的报告构建物共同转染的LNCaP细胞的荧光素酶活性。F、 通过qPCR（n=3）评估与AR-CDS WT联合转染的HEK293细胞或MRE2和miR-31或miR-NC中含有G>T突变的突变体中AR的表达水平。G、 通过qPCR和免疫印迹（n=3）评估转染miR-31、miR-NC、抑制剂阴性对照（in-NC）或miR-31抑制剂（IH-miR-31）的PC3AR细胞中AR的表达**p<0.01，所有条形图均以平均值±SEM显示。
图4
图4
细胞周期调控基因是miR-31的直接靶点。A、 转染miR-31或miR-NC的LNCaP细胞的增殖试验（n=6，*p<0.001）。B、 过度表达miR-31或仅表达载体的VCaP细胞的集落形成分析（n=3）。C、 FACS对转染miR-31或miR-NC的LNCaP细胞的细胞周期分析（n=3）。D、 转染miR-31或miR-NC的LNCaP细胞中caspase 3/7活性（n=6）。E、 通过qPCR评估转染miR-31或miR-NC的LNCaP细胞中细胞周期相关基因的表达（n=3）。F、 用转染miR-31或miR-NC的LNCaP细胞裂解物对E2F1进行免疫印迹（上图）。示意图显示了E2F1（底部）3′UTR内的miR-31 MRE。G、 与含有WT或突变（mt）E2F1 3′UTR或单独载体（v）与miR-31或miR-NC联合转染的报告构建物共转染的LNCaP细胞的荧光素酶活性（n=3，**p<0.01）。H、 免疫印迹法检测转染miR-31或miR-NC的LNCaP细胞中指示蛋白的表达水平。一、 转染含有CDK1、E2F2、EXO1、FOXM1或MCM2的3′UTR与miR-31或miR-NC的报告构建物的LNCaP细胞的荧光素酶活性（n=3，*p<0.05，**p<0.01）。J–K，转染报告构建物的LNCaP细胞的荧光素酶活性，报告构建物包含E2F2和FOXM1的WT或突变MRE以及miR-31或miR-NC（n=3，*p<0.05，**p<0.01）。所有条形图均以平均值±SEM表示。
图5
图5
MiR-31抑制PCA生长体内.A–B，对接受miR-31或miR-NC瘤内治疗的LNCaP异种移植物的小鼠进行荧光素酶成像。初始治疗43天后终止实验。C、 在第43天取出肿瘤并称重。D、 经miR-31或miR-NC处理的LNCaP异种移植物AR（顶部）和苏木精伊红染色（H&E）（底部）的代表性免疫组织化学图像。比例尺：100μm。E、 免疫印迹法评估经miR-31或miR-NC处理的LNCaP异种移植物中AR蛋白水平的表达。
图6
图6
miR-31和AR的相互调节模型。miR-31抑制AR和参与细胞周期调节和增殖的几种蛋白质的表达。另一方面，AR和H3K27三甲基化可以抑制miR-31的表达。在PCA发病过程中，启动子甲基化增加导致miR-31表达缺失。PCA中miR-31的下调可能是PCA的早期事件，导致AR表达增加。或者，AR表达或活性增加可能是导致miR-31沉默的初步事件。
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参考文献

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