肝癌中miR-124/506介导的竞争性内源RNA机制对CD151的调控作用研究

Competing endogenous RNA (ceRNA) refers to the RNA transcripts sharing same microRNA (miRNA) response elements (MRE) communicate to each other and regulate the expression levels by competing for a limited pool of miRNAs. In our previous study, we found that microRNA-124 (miR-124) and miR-506 directly targeted oncogene CD151 and regulated the malignant phenotypes of hepatocellular carcinoma (HCC). In this study, we aim to screen and confirm ceRNAs that control CD151 in HCC. First, bioinformatics, microarray technology and gene function characterization are synthetically utilized to screen the candidate ceRNAs of CD151 in HCC cells. Second, the correlation of CD151 and its ceRNAs is detected. Whether the interaction between CD151 and its ceRNAs is mediated by miR-124/506 is also analyzed. Third, the fluorescent reporter gene assay is introduced to detect the interaction between MRE within the ceRNA and miR-124/506. Also, we would confirm that the influence of CD151 level by its ceRNAs depends on the MRE within CD151 3’UTR. Finally, the effects of ceRNA MRE level on the malignant phenotypes of HCC cells are measured. We also confirm that these regulations are dependent on miR-124/506 and CD151. Collectively, this study reveals the functional ceRNAs that control CD151 expression, which may provide clues for HCC initiation and development.

竞争性内源RNA(ceRNA)是指具有相同microRNA(miRNA)反应元件(MRE)的RNA分子，通过竞争性结合miRNA分子来交换信息和影响各自的表达水平。我们前期发现，microRNA-124 (miR-124)和miR-506能够靶定癌基因CD151，调控肝癌细胞的恶性表型。本研究首先筛选肝癌细胞中可能调控CD151的ceRNA。其次验证CD151与ceRNA表达水平的相关性及其对miR-124/506的依赖性。进一步检测ceRNA所含的特异性MRE与miR-124/506的相互作用关系，以及ceRNA通过CD151 3’UTR的MRE对其表达水平进行调控。最后检测ceRNA的MRE表达水平改变对肝癌细胞恶性表型的影响，以及这些影响是通过miR-124/506和CD151实现的。本研究确定肝癌中对CD151发挥调控作用的ceRNA，为肝癌的发生发展提供分子水平的理论依据。

肝细胞癌(HCC, 简称肝癌)是恶性程度较高的肿瘤，需从分子水平上阐明其发生发展的机制。微RNA(miRNA)和靶RNA上的miRNA反应元件(MRE)相互作用负向调控靶RNA，而具有相同MRE的RNA分子通过竞争性结合细胞内的miRNA分子来影响各自的表达水平，即竞争性内源RNA(ceRNA)。在本研究中，我们证明了癌基因CD151的2个功能性ceRNA，即PIK3C2A和LAMC1。这些ceRNA与CD151协同作用，提高肝癌的恶性程度。.PIK3C2A和CD151的mRNA都存在miR-124的结合位点，miR-124能够和这些MRE有效结合并抑制PIK3C2A和CD151的表达。在临床肝癌组织中， miR-124和2个靶RNA均呈负相关关系。miR-124抑制HCC增殖、集落形成、迁移和侵袭能力，以及裸鼠体内的成瘤能力，这些过程通过负向调控PIK3C2A和CD151来实现。PIK3C2A MRE能够正向调控CD151的表达，且miR-124参与这一过程。肝癌组织中PIK3C2A和CD151也呈明显的正相关关系。PIK3C2A MRE能够增强HCC的恶性程度，这一过程通过结合细胞内的miR-124，减轻miR-124对CD151的抑制作用，从而提高CD151的表达水平实现。癌基因PIK3C2A和CD151通过ceRNA机制协同作用，是肝癌发生发展的一种分子机制。.层粘连蛋白γ1(LAMC1)，参与细胞间的粘附，并与肿瘤细胞的侵袭和转移相关。LAMC1的mRNA存在2个MRE，能够与miR-124结合并受到miR-124的负向调控。miR-124对HCC迁移和侵袭的抑制作用和LAMC1有关。野生型LAMC1 MRE促进HCC中CD151的表达，且这一过程是miR-124依赖的，而突变型的LAMC1 MRE则不影响CD151的表达。细胞表型实验证实，野生型的LAMC1 MRE能够增强HCC的恶性表型，且进一步过表达miR-124或抑制CD151的表达后，这种效应明显减轻。以上结果表明，LAMC1能够竞争性结合miR-124，通过ceRNA机制促进CD151的表达，并提高HCC的恶性程度。.本研究使我们深入认识肿瘤发生发展的分子机制和关键基因。这些结论一方面为肝癌的诊断和预后提供分子水平的线索，另一方面为抗肿瘤药物的研发提供靶点和实验依据。