miR-20/106调控胶质瘤干细胞侵袭的机制研究

我们前期研究表明，胶质瘤干细胞（GSC）具有高侵袭性，在恶性胶质瘤侵袭性生长、治疗抵抗及复发中起关键作用，详细机制不清。我们前期microRNA芯片结果显示，miR-20/106在GSC中呈现高表达，通过生物信息学预测发现在侵袭转移中具有重要作用的TIMP2是miR-20/106的潜在靶基因。基于此，本研究拟用流式分选并鉴定GSC，qRT-PCR验证miR-20/106的高表达，qRT-PCR和Western blot检测TIMP2及其下游基因MMP2和MMP9的表达，荧光素酶报告基因试验检测miR-20/106对TIMP2的直接调控，体外Transwell侵袭试验等实验证实miR-20/106通过下调TIMP2的表达促进了GSC的侵袭能力，探讨GSC在恶性胶质瘤侵袭中作用的分子机制，从而为胶质瘤的抗侵袭性治疗提供新的思路。

肿瘤最本质也是其最重要的生物学特征之一就是侵袭生长和远处转移。肿瘤细胞具有异质性，只有极少的肿瘤细胞具有自我更新能力、无限多向分化潜能以及形成肿瘤的能力，即肿瘤干细胞（cancer stem cell，CSC）。CSC不仅是肿瘤发生的根源，也可能是肿瘤发生侵袭与转移的重要原因。我们前期研究证明，胶质瘤干细胞（glioma stem cell，GSC）具有高侵袭性，并抵抗治疗，但是具体分子机制尚不明确。目前越来越多的证据显示miRNA在肿瘤的发生发展中发挥重要作用，可能具有类似癌基因或抑癌基因的功能。然而，miRNA在CSC包括GSC侵袭中的作用及机制尚不十分清楚。. 针对上述重要的科学问题，本项目按照研究计划，取得如下发现：1、分离鉴定具有自我更新、多向分化、体内成瘤等生物学特性的GSC；2、发现了miR-20/106在GSC中显著高表达；3、miR-20/106的高表达可以显著增强GSC的侵袭能力和自我更新能力；4、发现与肿瘤侵袭转移相关的TIMP-2基因是miR-20/106的潜在靶基因，并且证实了miR-20/106可以通过与TIMP-2 mRNA 3'UTR相结合的方式直接下调TIMP-2的表达，进而促进GSC的侵袭；5、深入探讨了针对抗GSC侵袭治疗的策略，发现Nordy——一种合成的脂肪氧化酶抑制剂，通过抑制NF-κB与miR-20/106启动子区直接相结合的方式下调miR-20/106的转录表达，从而显著逆转GSC的高侵袭能力；6、乳腺癌CSC高表达的miRNA-20a可以抑制其MICA/B表达水平，降低其对NK细胞杀伤敏感性，促进转移。. 本项目首次阐明了miR-20/106-TIMP2轴介导CSC侵袭转移的分子机制，为临床上抗肿瘤侵袭转移治疗提供了新的靶点和策略。相关研究成果在国际肿瘤研究经典期刊《Oncogene》在线发表。我们还首次发现miR-20a-MICA/MICB轴介导CSC逃逸NK细胞毒性效应的分子机制，为抑制CSC免疫逃逸相关转移提供了潜在干预靶点。这一成果已经发表在《Cancer Research》。. 综上所述，本项目首次发现了两个重要“癌基因”非编码RNA，miR-20/106，对胶质瘤和乳腺癌CSC生物学行为的全新调控作用，为靶向CSC的抗肿瘤治疗提供了潜在的治疗靶点。