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.2007年8月;133(2):647-58。
doi:10.1053/j.gastro.2007.05.022。 Epub 2007年5月21日。

MicroRNA-21调控人肝癌PTEN抑癌基因的表达

附属公司

微小核糖核酸-21调节人肝细胞癌中PTEN抑癌基因的表达

《梵音梦》等。 胃肠病学. 2007年8月.

摘要

背景和目标:microRNAs(miRNAs)是一种短的非编码RNA,对基因表达进行负调控。尽管miRNA异常表达在癌症中的作用已经被假设,但异常表达的miRNA的病理生理作用和与肿瘤生物学的相关性尚未确定。

方法:我们通过表达谱分析评估了miRNA在人肝细胞癌(HCC)中的表达,并确定了靶基因和上调miRNA的生物学功能效应。

结果:在使用miRNA微阵列进行的表达谱分析研究中,发现miR-21在HCC肿瘤和细胞系中高度过度表达。抑制培养的肝癌细胞中的miR-21可增加磷酸酶和张力蛋白同源物(PTEN)抑癌基因的表达,并降低肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭。通过转染前体miR-21增强miR-21的表达,可增加肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭。此外,在转染前体miR-21的正常人肝细胞中观察到细胞迁移增加。PTEN被证明是miR-21的直接靶点,并有助于miR-21对细胞侵袭的影响。miR-21的调节改变了黏着斑激酶磷酸化和基质金属蛋白酶2和9的表达,这两种PTEN下游介质都参与细胞迁移和侵袭。

结论:miR-21的异常表达可通过调节PTEN表达和参与调节癌细胞表型特征(如细胞生长、迁移和侵袭)的PTEN依赖性通路,促进肝癌的生长和扩散。

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图1
图1
人类恶性和非恶性肝组织和细胞中miRNA的表达谱。按照材料和方法一节中的描述,通过与环氧涂层载玻片上的miRNA特异性探针杂交,分离miRNA并进行分析。正常肝组织样本用Cy3标记,而肝癌肿瘤样本用Cy标记(n=8)。图示了具有代表性的芯片图像和所选表达增加的miRNA的斑点。底部面板中的数据表示日志的平均±标准误差2每个特定miRNA的Cy5/Cy3荧光强度比值。
图2
图2
miR-21在人类原发性肝癌中上调。从HCC(T)和匹配对照(N)中分离出总RNA,并按照材料和方法部分所述进行Northern blot分析。通过Kodak Imaging软件对每条泳道中的信号进行量化,并测定miR-21与5S核糖体RNA的比率。星号表示mir-21上调的人类原发性肝癌。在前9个样本中,由于更多的RNA(20μg) 已加载。对于样品10–20、10μ加载了g RNA。
图3
图3
肝癌细胞系中miR-21的表达增加。从正常人肝细胞和5个肝癌细胞系中分离出miRNA。(一个)用miRNA微阵列标记和分析miRNA。miR-21的代表性杂交点如左图所示,而来自4个独立研究的定量表达数据如右图所示。(B类)使用TaqMan microRNA检测试剂盒对miR-21进行实时定量PCR。代表性放大图和分离曲线显示在左侧,而代表三次实验平均值和SD的定量数据显示在右侧的条形图中。miR-21的表达被标准化为U6B小核RNA基因(RNU6B)对照的表达*P(P)与正常肝细胞中的表达相比,<0.05。
图4
图4
miR-21对细胞增殖和迁移的调节。(一个)用30 nmol/L miR-21特异性抑制剂转染肝癌细胞(■) 或控制miRNA抑制剂(□), 72h后测定增殖指数。(B类)用30nmol/L的miR-21前体(灰色条)或对照miRNA前体转染HCC细胞(□), 72h后测定增殖指数。(C类)用抗miR-21转染肝癌细胞(■) 或控制抑制剂(□). 细胞在8-μm孔按照材料和方法一节中的描述进行评估,并表示为任意荧光单位(AFU)。(D类)通过实时PCR检测转染对照组或miR-21前体的正常人肝细胞(HHC),或转染对照或抗miR-21抑制剂的HepG2细胞中miR-21的表达。(E类)正常人肝细胞转染mir-21前体(灰条)或对照miRNA前体(□), 并评估细胞迁移情况。对4个独立实验的平均误差和标准误差进行了说明*P(P)与对照组相比,<0.05。
图5
图5
miR-21对细胞侵袭的调节。(一个)正常人肝细胞(HEP)或HCC细胞(5×104)接种在96个预先涂有细胞外基质的平板中,并按照材料和方法一节中的描述评估细胞侵袭。入侵指数表示为任意荧光单位(AFU)。细胞系侵袭细胞外基质的能力不同(B类)用30 nmol/L抗miR-21转染肝癌细胞(■) 或控制抑制剂(□), 72小时后检测细胞浸润情况。抗miR-21可降低所有4种细胞系的细胞侵袭性。所示结果代表4个独立实验的平均±标准误差*P(P)与对照组相比,<0.05。
图6
图6
PTEN是miR-21的靶点。HCC细胞被放置在6孔板中。细胞转染1μ肾素荧光素酶表达结构pRL-TK和1的gμg的pGL3-PTEN-3′-UTR萤火虫荧光素酶表达结构,以及抗miR-21或对照抑制剂。在存在抗miR-21的情况下,萤火虫荧光素酶相对活性的增加表明PTEN的3′-UTR包含一个受miR-21调控的靶点。数据表示8次单独测定的平均值±标准误差*P(P)与对照组相比,<0.05。
图7
图7
miR-21调节PTEN和下游激酶的表达。(一个)在11例HCC肿瘤(灰条)和匹配的非肿瘤切片的RNA中评估PTEN表达的实时PCR(□). PTEN表达式的标准化比率显示在每个条的上方。(B类)细胞裂解物取自在100 mm培养皿中培养的正常人肝细胞和HCC细胞系。使用磷酸化状态依赖性抗体对PTEN和FAK激活进行免疫印迹分析。污渍被剥离并重新处理α-微管蛋白作为负荷控制和定量。代表性免疫印迹与定量数据一起显示了4个单独印迹的平均±标准误差*P(P)<0.05相对于正常肝细胞的表达。(C类)用30 nmol/L miR-21前体或对照转染正常人肝细胞。72小时后进行PTEN和磷酸化FAK的免疫细胞化学。与对照组相比,转染miR-21前体的细胞中PTEN表达减少,FAK磷酸化增加。(D类)用30 nmol/L抗miR-21或对照抑制剂转染肝癌细胞。72小时后获得细胞裂解物,用于PTEN蛋白表达的免疫印迹分析及其下游靶激酶Akt和FAK的磷酸化。显示了4个单独的免疫印迹的代表性免疫印迹和定量数据(平均值±标准误差)*P(P)相对于对照组的表达<.05。
图8
图8
miR-21调节MMPs的mRNA表达。(一个)用miR-21前体或对照转染正常人肝细胞。对MMP-1、MMP-2、MMP-3、MMP-9、MMP-11和β-肌动蛋白mRNA表达。miR-21的增强表达增加了正常人肝细胞中MMP-9 mRNA的表达*P(P)<.05(相对于对照)。(B类)用抗miR-21转染SK-HEP-1、SNU-182和HEP-G2细胞。通过实时PCR评估MMP-2、MMP-9和MMP-11 mRNA的表达,并将其归一化为β-肌动蛋白mRNA。数据总结自一式四份的三个实验。与对照组相比,抑制miR-21降低了肝癌细胞株中MMP-2和MMP-9 mRNA的表达*P(P)<.05(相对于对照)。
图9
图9
PTEN的下调减弱了抗miR-21对肝癌细胞生长和侵袭的影响。(一个)用对照或PTEN siRNA,或对照或miR-21前体转染非恶性人类肝细胞,并进行免疫印迹分析PTEN公司,磷酸化Akt Ser(P)473,磷酸FAKTyr(P)516/517和微管蛋白。(B类)在与对照或PTEN miRNA孵育的人肝细胞中评估细胞迁移(C–F类)肝癌细胞(5×104/well)在96个平板中,用siRNA与PTEN或对照siRNA以及30 nmol/L抗miR-21共同转染。(□, 控制抗miRNA+控制siRNA;■, 抗miR-21+对照siRNA;灰色条,抗miR-21+PTEN siRNA)。(C类)细胞增殖或(D类)按照材料和方法一节的描述,在72小时后评估侵袭。给出了4个独立实验的平均误差和标准误差。mRNA表达(E类)MMP-2和(F类)MMP-9通过实时PCR定量,并相对于β-在同一样本中同时检测肌动蛋白mRNA。(G公司)用抗mir-21和对照或PTEN siRNA共同转染细胞PTEN公司,磷酸化Akt Ser(P)473和磷酸-FAK Tyr(P)516/517微管蛋白检测。代表性免疫印迹与定量数据一起显示了4个单独印迹的平均值±标准误差*P(P)与对照siRNA-转染细胞相比,<.05。

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