Midkine及其调控的非编码RNA在卵巢癌干细胞“干性”维持中的作用机制研究

The “stemness” of cancer stem cell has been known as the major reason in ovarian cancer, which takes improtant roles in cancer development, metastasis, recurrence and drugs resistance. Midkine, as a key factor for maintaining the pluripotency and prolifiation of embryonic stem cell, can also be detected in kinds of cancer beside ovarian cancer, while the funtion of MK in cancer stem cell hasn’t been understanded. Our privouse studies have been found that MK could enhance the nuclear expression of stemness genes, as SOX2, OCT4, NICD and TGF-β, in mesenchymal stem cells and ovarian cancer. Moreover, MK expression in CD44+CD117+ and CD44+CD133+ ovarian cancer cells in significantly higher than in the total cancer cells, but clear lower than CD44-CD117- and CD44-CD133-, respectively. Further studies have shown that ultrahigh MK could inhibit SOX2/OCT4 downstream genes expression, those data indicated that MK might participate in stemness maintaining through positive and negative regulation. Combined with bioinformatics analysis, we figured out that non-coding RNAs could regulate by MK, then participated into the negative regulation of stemness in cancer stem cell, but the specific mechanisms have not been cleared. According to those data, MK might maintain the stemness of cancer stem cells in ovarian cancer through MK receptors and non-coding RNAs, then promote the development of ovarian cancer.

肿瘤干细胞的“干性”是卵巢癌发生发展和转移复发等始作俑者。Midkine（MK）作为一种维持早期胚胎干细胞全能性和更新分化的重要因子，在包括卵巢癌等多种肿瘤中高表达，但其与肿瘤干细胞的关系及机理尚不明确。我们前期研究结果表明， MK可以促进间充质干细胞和卵巢癌细胞中“干性”关键因子（SOX2,OCT4, NICD等）的核内表达，并且MK在原代卵巢癌CD44+CD117+CD133+阳性肿瘤干细胞中的表达显著高于总癌细胞，但低于CD44-CD117-CD133-肿瘤细胞。深入研究发现，超高MK会抑制SOX2/OCT4下游启动基因的表达，这提示MK在维持肿瘤干细胞“干性”存在两面性。通过生物信息学分析，我们发现MK可以调节非编码RNA进而负反馈抑制卵巢癌干细胞的“干性”，但具体机制不明。上述强烈提示，MK可能通过其受体及非编码RNA双向调控以维持卵巢癌肿瘤干细胞的“干性”，促进卵巢癌发生发展。

卵巢癌是目前死亡率最高的妇科恶性肿瘤。肿瘤干细胞是导致肿瘤发生、发展、转移和耐药的主要细胞，是肿瘤复发的根源。Midkine（MK）作为一种维持早期胚胎干细胞全能性和更新分化的重要因子，在包括卵巢癌等多种肿瘤中高表达。我们采用基因芯片分析发现MK过表达后SKOV3-MK卵巢癌细胞中HOTAIR、miR489和lincROR的表达水平升高，通过比较健康女性、卵巢囊肿、子宫内膜异位症、子宫内膜癌、宫颈癌、卵巢癌、卵巢癌术后及卵巢癌化疗后患者的血浆样本发现HOTAIR和lincROR是卵巢癌筛选的生物标志物，且lincROR+CA125可提高筛查的敏感性和特异性，在评估卵巢癌化疗疗效中具有较大的临床价值。深入研究发现，顺铂/紫杉醇药物在杀死肿瘤细胞后，有少部分老化细胞在没有药物的环境中迅速增殖，在这些老化的细胞中lincROR的表达异常升高，促进其耐药特。把lincROR在卵巢癌细胞中高表达后，SOX2/OCT4/NICD等干性相关信号分子活性显著增加，这表明MK可以通过增加lincROR的表达从而维持肿瘤干细胞的“干性”。此外，肿瘤微环境中肿瘤相关成纤维细胞分泌的MK可以通过降低肿瘤细胞中ANRIL的表达，后者导致耐药相关基因MRP1和ABCC2的高表达，从而导致肿瘤细胞对顺铂等化疗药抵抗。我们进一步研究发现，miR-124可以抑制MK的表达，但在卵巢癌中miR-124的活性很低，而中药单体双氢青蒿素和姜黄素协同用药可以激活卵巢癌细胞SKOV3中miR-124的活性，从而抑制MK的蛋白水平，达到诱导其凋亡的效应。而在紫杉醇耐药细胞TLR3受体移位到细胞膜上，可以通过用poly I:C激活TLR3-UNC93B1-IFNβ信号通路增强化疗的疗效。.我们还初步探索发现，卵巢癌细胞分泌的囊泡样外泌体不仅能明显促进卵巢癌细胞的增殖和低浓度的顺铂药物耐受作用，还能通过调控一些免疫负调控因子（IL6, VEGFA, IL10, Foxp3, and HLA-A/B和Siglec-10等）异常表达导致肿瘤微环境中淋巴细胞的抗肿瘤免疫活性下降，从而发生肿瘤免疫逃逸等现象。. 综述所述，本项目经过4年的研究，在卵巢癌标志物筛查、耐药的形成机制和可能的治疗方案都进行了相关研究，发表了13篇论文（8篇SCI，5篇中文核心），申请了1项发明专利，超额完成结题任务。