前列腺癌异常表达microRNAs的筛选及miRNA-182作用机制的初步研究

【摘要】前列腺癌是老年男性常见的恶性肿瘤,前列腺癌的预后与前列腺癌的治疗方式有很大关系。虽然包括手术、内分泌治疗、放化疗和生物治疗等传统的治疗手段,对于局限性前列腺癌有很好的疗效。但是对于转移性前列腺癌的治疗仍然是一个世界难题。因此,探索前列腺癌浸润及转移的分子机制,寻找新的前列腺癌的治疗靶点是目前前列腺癌治疗研究的重点。miRNAs是一类内生的、长度约19-25个核苷酸的ncRNA,其在细胞内具有多种重要的调节作用。成熟的microRNA通过与mRNA的3’端UTR部分互补识别引起特定的靶mRNA沉默。随着miRNA调控基因表达的研究的逐步深入,越来越多的证据表明,miRNA可以调控那些与发育、增殖、凋亡及应激反应相关的基因,对细胞自身稳定和发育起着重要作用,而且它们的表达异常是人类恶性肿瘤的一个共同特征。miRNA在包括前列腺癌在内的多种恶性肿瘤的发生、发展过程中起着重要的作用。但是miRNAs在前列腺癌发生、发展中的作用的研究近几年才刚刚起步。并且,随着大量新的miRNAs被发现,这些新miRNAs在前列腺癌中的表达也需要被及时检测与分析。第一部分前列腺癌差异表达miRNAs的筛选目的筛选前列腺癌差异表达miRNAs。方法收集了2010年1月至2012年12月期间手术切除的前列腺癌标本5例、良性前列腺增生标本3例。首先运用目前最新版的miRNAs生物芯片技术筛选出前列腺癌的差异表达miRNAs,然后运用RT-PCR方法验证了芯片结果。最终选出最有可能与前列腺癌增殖、转移相关的miRNA,作为进一步研究的对象。结果通过miRNAs芯片分析和RT-PCR验证,我们共发现前列腺癌中差异表达miRNA27个,其中表达下调的miRNA5个(miR-345,miR-145,miR-221,miR-27b和miR-378),表达上调的miRNA22个,其中miR-182的表达相比良性前列腺增生组织明显升高。结论前列腺癌组织中存在着差异表达miRNAs,其中miR-182在前列腺癌组织中的表达明显升高。因此,下一步将进一步研究miR-182在前列腺癌中的作用。第二部分前列腺癌异常表达miRNAs功能研究目的探讨miRNA-182在前列腺癌增殖、凋亡、细胞侵袭方面的作用。方法用RT-PCR方法检测人正常前列腺上皮细胞系RWPE-1和四种前列腺癌细胞系(PC-3,DU145,22Rv1和LNCaP)中miRNA-182的表达,为了研究此miRNA在前列腺癌中的作用,我们合成了miRNAmimics和miRNAinhibitros,并通过Lipofectamine2000转染前列腺癌PC-3细胞系,RT-PCR检测转染后miRNA-182表达的变化,MTT检测细胞转染前后PC-3细胞增殖能力变化；流式细胞术检测PC-3细胞周期及凋亡的变化；Transwell检测PC-3细胞侵袭能力的变化。从而探讨异常表达的miRNA-182在前列腺癌发生、发展中的作用。结果我们发现miRNA-182在这四种前列腺癌细胞系中的表达均高于正常前列腺上皮细胞系RWPE-1,并且PC-3细胞系中miRNA-182表达上调最明显,因此我们选择PC-3细胞系用于进一步研究。利用Lipofectamin2000转染miRNA-182mimics和miRNA-182inhibitor及其阴性对照至PC-3细胞系后,RT-PCR检测结果显示miRNA-182mimics和miRNA-182inhibitor能明显上调及下调miRNA-182的表达水平,达到进一步研究的要求。MTT实验检测PC-3细胞的增殖能力发现,上调PC-3细胞中的miRNA-182表达,能明显提高细胞的增殖能力(P<0.05),相反下调PC-3细胞中miRNA-182表达水平,细胞的增殖能力受到抑制(P<0.05)；上调PC-3细胞中miRNA-182的表达能够促进细胞从G0-G1期进入S期,相反下调PC-3细胞中miRNA-182表达,细胞在G0-G1明显阻滞,并伴随S期细胞的显著减少；转染miRNA-182mimics后PC-3细胞的凋亡率明显低于miRNA-182mimics对照组,相反,转染miRNA-182inhibitor后PC-3细胞的凋亡率要显著高于miRNA-182inhibitor对照组；将miRNA-182mimics和miRNA-182inhibitor及其对照转染入PC-3细胞后,利用Transwell实验检测其侵袭能力的变化,结果显示,转染miRNA-182mimics后细胞的侵袭能力明显高于对照组,而转染miRNA-182inhibitor细胞的侵袭能力明显下降。结论miR-182在前列腺癌细胞中表达明显高于正常前列腺上皮细胞,并且前列腺癌PC-3细胞中miR-182表达差异最明显。miR-182能促使PC-3细胞由G0-G1期进入S期,并通过抑制PC-3细胞的早期凋亡促进细胞的增殖。上调PC-3细胞中miR-182的表达能促进细胞的侵袭。第三部分前列腺癌差异表达miRNAs靶基因研究目的预测miR-182的可能靶基因,并验证其作用靶点,阐明miR-182的分子作用机制。方法利用生物信息学技术如TargetScan,miRBase和PicTar等优秀数据库,预测miRNA可能的靶基因,然后利用Westernblot和荧光素酶双报告基因检测验证预测靶基因的准确性。从而探明miRNA-182在前列腺癌中可能的分子作用机制。结果利用生物信息学技术预测miR-182的可能靶基因为NDRG1。WesternBlot实验结果显示转染miRNA-182mimics组细胞的NDRG1蛋白含量明显低于miRNA-182mimics-NC组,转染miRNA-182inhibitor组细胞中NDRG1蛋白含量显著高于miRNA-182inhibitor-NC组；我们成功合成了pmirGLO/NDRG1-UTR载体系统,并将pmirGLO/NDRGl-UTR载体与miRNA-182mimics。miRNA-182inhibitor共转染PC-3细胞,结果显示转染miRNA-182mimics上调miRNA-182的表达能明显抑制pmirGLO/NDRG1-UTR的荧光素酶活性,相反,转染miRNA-182inhibitor下调miRNA-182的表达,pmirGLO/NDRG1-UTR的荧光素酶活性增强。结论miR-182是通过直接与NDRG13’UTR区结合后下调NDRG1的表达,从而促进前列腺癌PC-3细胞的增殖及侵袭的。miR-182可以作为一种新的前列腺癌基因治疗的靶基因。
【作者】李靖；
【导师】徐勇；
【作者基本信息】天津医科大学，外科学，2014，博士
【关键词】microRNA-182；N-myc下游调节基因；PC-3细胞系；前列腺癌；

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